DE69731978T2 - METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTED RADIO TRANSMISSION - Google Patents

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Abstract

A method of directional radio communication between a first station and a second station comprises the following steps. A first signal transmitted from the second station is received at the first station. The first signal is receivable from a plurality of different directions. A principle beam direction from which the first signal is received by the first station is determined. A plurality of beam directions for transmitting a radiation beam is defined at the first station. Each of the beam directions is selectable. The determined principle beam direction and at least one other auxiliary beam direction is selected at the first station. The at least one auxiliary beam direction is adjacent to the determined principle beam direction. A second signal is transmitted from the first station to the second station in the selected beam direction.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine gerichtete Funkübertragung, bei der Signale zwischen einer ersten Station und einer zweiten Station lediglich in bestimmten Richtungen gesendet werden dürfen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf zellulare, Raummultiplex, bzw. Raumvielfachzugriff ("space division multiple access") verwendende Übertragungsnetze anwendbar.The The present invention relates to a method and an apparatus for one directed radio transmission, at the signals between a first station and a second Station may only be sent in certain directions. The The present invention is particularly, but not exclusively, contemplated cellular, space division multiple access ("space division multiple access") transmission networks applicable.

Bei den aktuell implementierten zellularen Übertragungsnetzen ist eine Basis-Sende-/Empfangsstation ("Base Transceiver Station", BTS) bereitgestellt, die für eine gegebene Mobilstation(MS), die ein Mobiltelefon sein kann, bestimmte Signale durch eine von der Basis-Sende-/Empfangsstation bediente Zelle oder einen Zellenabschnitt überträgt. Nun wurden jedoch Raumvielfachzugriff-(SDMA)Systeme vorgeschlagen. Bei einem Raumvielfachzugriff-System überträgt die Basis-Sende-/Empfangsstation keine für eine gegebene Mobil-Station bestimmten Signale durch eine Zelle oder einen Zellenabschnitt, sondern überträgt das Signal lediglich in die Strahlrichtung, aus der ein Signal von der Mobilstation empfangen wird. SDMA-Systeme können der Basis-Sende-/Empfangsstation ebenso erlauben, die Richtung zu bestimmen, aus der Signale von der Mobilstation empfangen werden.at the currently implemented cellular transmission networks is a Base transceiver station ("Base Transceiver Station ", BTS) provided for a given mobile station (MS), which may be a mobile phone, certain signals through a cell served by the base transceiver station or transmits a cell section. Now However, space division multiple access (SDMA) systems have been proposed. at a space division access system transmits the base transceiver station none for determined a given mobile station Signals through a cell or a cell section, but transmits the signal only in the beam direction, from which a signal from the mobile station Will be received. SDMA systems can use the Base transceiver station also allow to determine the direction are received from the signals from the mobile station.

SDMA-Systeme ermöglichen es, eine Anzahl an Vorteilen gegenüber bestehenden System zu erreichen. Da insbesondere der durch die BTS gesendete Strahl nur in einer bestimmten Richtung gesendet werden kann und dementsprechend relativ schmal sein kann, kann die Leistung des Sende-Empfängers auf diesen schmalen Strahl konzentriert werden. Es wird davon ausgegangen, dass dies zu einem besseren Signal-Rauschverhältnis sowohl der von der Basis-Sende-Empfangsstation gesendeten Signale, als auch der durch die Basis-Sende-Empfangsstation empfangenen Signale führt. Außerdem kann als Ergebnis der Richtwirkung der Basis-Sende-Empfangsstation eine Verbesserung des Signal-Störungsverhältnisses des durch die Basis-Sende-Empfangsstation empfangenen Signals erreicht werden. Die Richtwirkung der BTS ermöglicht außerdem, die Leistung in der Übertragungsrichtung in einen schmale Strahl zu konzentrieren, so dass das durch die BTS gesendete Signal weit entfernte Mobilstationen mit einem niedrigeren Leistungspegel erreichen kann, als es für herkömmliche BTS erforderlich ist. Das kann Mobilstationen ermöglichen, bei größeren Abständen von der Basis-Sende-Empfangsstation erfolgreich zu funktionieren, was wiederum bedeutet, dass die Größe jeder Zelle oder jedes Zellenabschnitts des zellularen Netzes vergrößert werden kann. Als Folge der größeren Zellengröße kann auch die Anzahl erforderlicher Basisstationen verringert werden, was zu niedrigeren Netzkosten führt. SDMA-Systeme erfordern im Allgemeinen eine Vielzahl von Antennenelementen, um die erforderliche Vielzahl unterschiedlicher Strahlrichtungen zu erreichen, in die Signale gesendet und empfangen werden können. Die Bereitstellung einer Vielzahl Antennenelemente erhöht die Empfindlichkeit der BTS gegenüber empfangenen Signalen.SDMA systems enable it to achieve a number of advantages over existing system. In particular, since the beam transmitted by the BTS only in one certain direction can be sent and therefore relatively narrow can be the power of the transceiver on this narrow beam be concentrated. It is assumed that this is one better signal-to-noise ratio both the signals transmitted by the base transceiver station, as well as the signals received by the base transceiver station leads. Furthermore can as a result of the directivity of the base transceiver station an improvement of the signal-to-interference ratio reaches the signal received by the base transceiver station become. The directivity of the BTS also allows the performance in the transmission direction to focus in a narrow beam, so that through the BTS sent signal far away mobile stations with a lower Level of power required for conventional BTS. This can allow mobile stations at larger distances from the base transceiver station to operate successfully, which in turn means the size of everyone Cell or each cell section of the cellular network can. As a result of larger cell size can also reduce the number of required base stations which leads to lower network costs. SDMA systems generally require a plurality of antenna elements, to the required variety of different beam directions reach, in which signals can be sent and received. The Providing a variety of antenna elements increases the sensitivity the BTS opposite received signals.

Das bedeutet, dass größere Zellengrößen den Empfang von Signalen durch die BTS von Mobilstationen nicht nachteilig beeinflussen.The means that larger cell sizes the Reception of signals by the BTS of mobile stations not detrimental influence.

SDMA-Systeme können auch die Kapazität des Systems erhöhen, das heißt, dass die Anzahl an Mobilstationen erhöht wird, die gleichzeitig unterstützt werden können. Dies liegt an der Richtwirkung der Kommunikation und bedeutet, dass die BTS weniger Störungen von Mobilstationen in anderen, die gleiche Frequenz verwendenden Zellen aufnimmt. Das BTS wird weniger Störungen zu anderen Mobilstationen in anderen die gleiche Frequenz verwendenden Zellen erzeugen, wenn sie mit einer gegebenen MS in der verbundenen Zelle kommuniziert.SDMA systems can also the capacity of the Increase system, this means, that the number of mobile stations that are supported simultaneously is increased can. This is due to the directivity of the communication and means that the BTS less interference from mobile stations in others using the same frequency Takes up cells. The BTS will be less disruptive to other mobile stations in other cells using the same frequency, if it communicates with a given MS in the connected cell.

Schließlich wird davon ausgegangen, dass SDMA-Systeme es ermöglichen, die gleiche Frequenz gleichzeitig zum Senden zu zwei oder sogar mehreren verschiedenen an verschiedenen Orten innerhalb der gleichen Zelle angeordneten Mobilstationen zu verwenden. Das kann zu einem signifikanten Anstieg in der Verkehrsmenge führen, die durch zellulare Netze übertragen werden kann.Finally will assumed that SDMA systems allow the same frequency at the same time for sending to two or even several different ones arranged at different locations within the same cell Mobile stations to use. That can lead to a significant increase lead in the traffic volume, which transmit through cellular networks can be.

SDMA-Systeme können in analogen und digitalen zellularen Netzen implementiert werden und in die verschiedenen bestehenden Standards wie GSM, DCS 1800, TACS, AMPS und NMT eingebaut werden. SDMA-Systme können auch in Verbindung mit anderen bestehenden Vielfachzugriffsverfahren wie beispielsweise Zeit-Vielfachzugriffs-(Time Division Multiple Access, TDMA), Code-Vielfachzugriffs-(Code Division Multiple Access, CDMA) und Frequenz-Vielfachzugriffs-(Frequency Division Multiple Access, FDMA)-Verfahren verwendet werden.SDMA systems can be implemented in analog and digital cellular networks and in the various existing standards such as GSM, DCS 1800, TACS, AMPS and NMT are installed. SDMA systems can also in conjunction with other existing multiple access methods such as For example, time-division multiple access (Time Division Multiple Access, TDMA), Code Division Multiple Access (Code Division Multiple Access, CDMA) and Frequency Frequency Division Multiple Access, FDMA) method.

Ein Problem mit SDMA-Systemen liegt darin, dass die Richtung bestimmt werden muss, in die Signale zu einer Mobilstation gesendet werden sollen. Unter bestimmten Umständen wird ein relativ schmaler Strahl zum Senden eines Signals von einer Basis-Sende-/Empfangsstation zu einer Mobilstation verwendet. Die Richtung dieser Mobilstation muss daher einigermaßen genau abgeschätzt werden. Ein Signal von einer Mobilstation wird bekanntermaßen im Allgemeinen mehreren Wegen zu einer BTS folgen. Diese Vielzahl von Wegen wird in Allgemeinen als Multipath, bzw. Mehrwege bezeichnet. Ein gegebenes, durch die Mobilstation gesendetes Signal kann von der Basis-Sende-/Empfangsstation aufgrund dieser Mehrwegeeffekte aus mehr als einer Richtung empfangen werden.A problem with SDMA systems is that the direction in which signals are to be sent to a mobile station must be determined. In certain circumstances, a relatively narrow beam is used to transmit a signal from a base transceiver station to a mobile station. The direction of this mobile station must therefore be reasonably estimated. A signal from a mobile station is known to generally follow several paths to a BTS. This variety of ways is commonly referred to as multipath. A given signal sent by the mobile station can be received from the base transceiver station because of these multipath effects from more than one direction.

Beispiele von Patenten, die Verfahren und Vorrichtungen zur gerichteten Funkübertragung betreffen, schließen die WO-A-96/37969, EP-A-0647978 und EP-A-0729285 ein. Insbesondere die WO-A-96/37969 offenbart Basisstationseinrichtungen zum Empfangen eines Signals mittels einer Antennengruppe und enthält einen Empfänger, der jederzeit die Richtungen überwacht, aus denen die besten Signalkomponenten von Mobilstationen empfangen werden. Diese Informationen können auch in den Basisstationseinrichtungen in der Downlink-Richtung verwendet werden. Eine Übertragungseinheit stimmt das Signal mit der Phase derart ab, dass die Winkel der größten Verstärkung von dem oder jedem Antennenstrahlpunkt in die gewünschten Richtungen zeigen.Examples of patents, methods and apparatus for directional radio transmission to close WO-A-96/37969, EP-A-0647978 and EP-A-0729285. Especially WO-A-96/37969 discloses base station facilities for receiving a signal by means of an antenna group and contains one Receiver, the monitoring the directions at all times, from which receive the best signal components from mobile stations become. This information can also used in the base station facilities in the downlink direction become. A transmission unit the signal is adjusted with the phase such that the angles of the greatest gain of the or each antenna beam spot in the desired directions.

Die WO-A-96/37969 beschreibt außerdem eine Basisstation, die die Anzahl, Form oder Richtung der Antennenstrahlen, variieren kann, die sie zum Übertragen des für die Mobilstation bestimmten Signals verwendet. Die Basisstation kann auch von der Mobilstation empfangene Verbindungsqualitätsinformationen zum Einstellen der Übertragungsleistung aller Antennenstrahlen verwenden, wenn die Messungsergebnisse keine Verbesserung in der Signalqualität zeigen. Die WO-A-96/37969 beschreibt an sich ein Versuch-und-Irrtum-Verfahren zur Verbesserung einer Signalqualität bei einer Kommunikation zwischen einer BTS und einer Mobilstation.The WO-A-96/37969 also describes a Base station, which determines the number, shape or direction of the antenna beams, they can vary, which they transfer of for the mobile station uses certain signal. The base station can also receive connection quality information received from the mobile station for setting the transmission power use all antenna beams if the measurement results are not Improvement in signal quality demonstrate. WO-A-96/37969 per se describes a trial and error procedure to improve signal quality during communication between a BTS and a mobile station.

Ein Problem bei den Übertragungsverfahren gemäß dem Stand der Technik besteht darin, dass sie sich mit der Frage, wie viel Leistung in zumindest eine bestimmte Richtung zu einer bestimmten Mobilstation zu senden ist, auf einer Signalqualität beruhend befassen. Ein derartiger Ansatz erfordert eine relativ komplexe Berechnung zur Verbesserung der Signalqualität. Ein einfaches Verfahren wäre wünschenswert.One Problem with the transmission method according to the prior art The technique is that it deals with the question of how much Performance in at least one particular direction to a particular one Mobile station is based on a signal quality deal. Such an approach requires a relatively complex Calculation to improve the signal quality. A simple procedure would be desirable.

Ein zusätzliches Problem liegt darin, dass die Richtung, in der ein Signal durch die BTS zu der Mobilstation zu senden ist, auf der Grundlage der von der BTS von der Mobilstation empfangenen Uplink-Signale bestimmt wird. Die Frequenzen der von der Mobilstation zu der BTS gesendeten Downlink-Signale unterscheiden sich jedoch von den Frequenzen, die für die von der BTS an die Mobilstation gesendeten Signale verwendet werden. Der Unterschied in den in den Uplink- und Downlink-Signalen verwendeten Frequenzen bedeutet, dass sich das Verhalten des Kanals in der Uplink-Richtung von dem Verhalten des Kanals in der Downlink-Richtung unterscheiden kann. Somit wird die beste Richtung für die Uplink-Signale nicht immer die beste Richtung für die Downlink-Signale sein.One additional Problem is that the direction in which a signal passes through the BTS is to be sent to the mobile station based on the determined by the BTS from the mobile station received uplink signals becomes. The frequencies sent by the mobile station to the BTS However, downlink signals are different from the frequencies that for the be used by the BTS sent to the mobile station signals. The difference in the ones used in the uplink and downlink signals Frequencies means that the behavior of the channel in the uplink direction differ from the behavior of the channel in the downlink direction can. Thus, the best direction for the uplink signals is not always the best direction for the Be downlink signals.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollen ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für eine gerichtete Funkübertragung bereitstellen.embodiments The present invention is an improved method and an improved device for a directed radio transmission provide.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zur gerichteten Funkübertragung zwischen einer ersten Station und einer zweiten Station bereitgestellt, mit den Schritten:
Empfangen eines von der zweiten Station übertragenen ersten Signals an der ersten Station, wobei das erste Signal aus einer Vielzahl unterschiedlicher Richtungen empfangbar ist,
Bestimmen einer Hauptstrahlrichtung, aus der das erste Signal durch die erste Station empfangen wird;
Definieren einer Vielzahl an Strahlrichtungen zum Senden eines Ausstrahlungsstrahls an der ersten Station, wobei jede der Strahlrichtungen auswählbar ist, gekennzeichnet durch den Schritt
Auswählen der bestimmten Hauptstrahlrichtung und zumindest einer anderen Hilfstrahlrichtung an der ersten Station, wobei die zumindest eine Hilfsstrahlrichtung zu der bestimmten Hauptstrahlrichtung benachbart ist, und Senden eines zweiten Signals von der ersten Station zu der zweiten Station in den gewählten Strahlrichtungen, wobei die Sendeleistung in jeder der Strahlrichtungen individuell bestimmbar ist, und wobei die Stärke des zweiten Signals, das in der zumindest einen Hilfsrichtung gesendet wird, kleiner als die Stärke des zweiten Signals ist, das in der bestimmten Hauptstrahlrichtung gesendet wird.According to a first aspect of the invention, there is provided a method of directional radio transmission between a first station and a second station, comprising the steps of:
Receiving a first signal transmitted from the second station at the first station, the first signal being receivable from a plurality of different directions,
Determining a main beam direction from which the first signal is received by the first station;
Defining a plurality of beam directions for transmitting an emission beam at the first station, wherein each of the beam directions is selectable, characterized by the step
Selecting the particular main beam direction and at least one other auxiliary beam direction at the first station, the at least one auxiliary beam direction being adjacent to the determined main beam direction, and transmitting a second signal from the first station to the second station in the selected beam directions, the transmission power in each of Beam directions can be determined individually, and wherein the strength of the second signal that is sent in the at least one auxiliary direction is smaller than the strength of the second signal that is sent in the particular main beam direction.

Durch die Verwendung dieses Verfahrens wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das durch die erste Station gesendete Signal von der zweiten Station empfangen wird. Da die Stärke des zweiten von der zweiten Station in der Hilfsrichtung gesendeten Signals von einem Parameter des ersten in dieser Richtung empfangenen Signals abhängig ist, kann, wenn beispielsweise ein relativ starkes Signal durch die zweite Station in der zumindest einen Hilfsrichtung empfangen wird, ein relativ starkes Signal zu der ersten Station in der zumindest einen Hilfsrichtung gesendet werden.By the use of this method increases the likelihood that the signal transmitted by the first station from the second station Will be received. Because the strength of the second sent from the second station in the auxiliary direction Signals received from a parameter of the first in this direction Signal dependent is, if, for example, a relatively strong signal through the second station is received in the at least one auxiliary direction, a relatively strong signal to the first station in the at least an auxiliary direction are sent.

In der Praxis kann das erste Signal durch die erste Station aus einer Vielzahl von Richtungen empfangen werden. Nur eine dieser Richtungen wird als die bestimmte Hauptrichtung ausgewählt. Die bestimmte Hauptrichtung kann auf eine Anzahl verschiedener Arten ausgewählt werden. Die bestimmte Hauptrichtung kann beispielsweise als die Richtung ausgewählt werden, aus der das erste Signal durch die erste Station mit der größten Leistung oder Stärke empfangen wird. Ersatzweise kann die bestimmte Hauptrichtung als die Richtung gewählt werden, aus der das erste Signal als erstes durch die erste Station empfangen wird. Dies entspricht dem Signal, das dem kürzesten Weg gefolgt ist, der der Weg der Sichtlinie sein kann.In practice, the first signal may be received by the first station from a variety of directions. Only one of these directions is selected as the particular main direction. The particular main direction can be selected in a number of different ways. The particular main direction may be selected, for example, as the direction from which the first signal is received by the first station with the greatest power or strength. Alternatively, the particular main direction may be chosen as the direction from which the first signal is first received by the first station. This corresponds to the signal that followed the shortest path that can be the path of the line of sight.

Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält das erste Signal eine bekannte Datenfolge und das Verfahren umfasst ferner den Schritt Korrelieren des empfangenen Datensignals mit der bekannten Datenfolge zum Erhalten der Kanalimpulsantwort. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die empfangenen Datensignale mit einer lokal erzeugten Kopie der bekannten Datenfolge korreliert. Die Kanalimpulsantwort wird zum Bestimmen verwendet, welche Richtung die Hauptrichtung sein soll. Die Kanalimpulsantwort kann beispielsweise für alle Kanäle gemäß den verschiedenen Richtung bestimmt werden, aus denen das erste Signal empfangen wird. Die derart empfangene Kanalimpulsantwort ist ein Maß für den verfügbaren Umfang des gewünschten von der ersten Station empfangenen Signals. Einige Parameter der Kanalimpulsantwort jedes Kanals können zum Ermitteln miteinander verglichen werden, welche der Richtungen das erste Signal mit maximaler Energie oder minimaler Verzögerung liefert. Das Signal mit der minimalen Verzögerung ist das erste durch die erste Station empfangene Signal.at an embodiment of the present invention the first signal comprises a known data sequence and the method further comprising the step of correlating the received data signal the known data sequence for obtaining the channel impulse response. at a preferred embodiment are the received data signals with a locally generated copy the known data sequence correlates. The channel impulse response becomes used to determine which direction is the main direction should. The channel impulse response may, for example, for all channels according to the various Direction are determined from which the first signal is received. The thus received channel impulse response is a measure of the available scope of the desired received signal from the first station. Some parameters of the Channel impulse response of each channel may be used to determine each other comparing which of the directions the first signal with maximum Energy or minimal delay supplies. The signal with the minimum delay is the first through the first station received signal.

Die zumindest eine Hilfsrichtung kann die Richtungen auf beiden Seiten der bestimmten Hauptrichtung umfassen.The at least one auxiliary direction can be the directions on both sides of the particular main direction.

Die Stärke des zweiten Signals in der zumindest einen Hilfsrichtung ist vorzugsweise kleiner oder gleich der Stärke des zweiten Signals in der bestimmten Hauptrichtung.The Strength the second signal in the at least one auxiliary direction is preferably less than or equal to the strength of the second signal in the particular main direction.

Das Verfahren umfasst vorzugsweise den Schritt Definieren an der ersten Station einer Vielzahl an Strahlrichtungen zum Senden eines Ausstrahlungsstrahls, wobei jede der Strahlrichtungen individuell auswählbar ist. Die Sendeleistung für jede Strahlrichtung kann individuell bestimmbar sein, wobei die Sendeleistung des Strahls in der oder jeder Hilfsrichtung kleiner als die Sendeleistung in der Richtung des Hauptstrahls ist.The The method preferably includes the step of defining at the first Station of a plurality of beam directions for transmitting an emission beam, wherein each of the beam directions is individually selectable. The transmission power for each beam direction can be determined individually, with the transmission power of the beam in the or each auxiliary direction is smaller than the transmission power in the direction of the main jet is.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist das Verhältnis der Stärke des zweiten Signals in der zumindest einen Hilfsrichtung zur Stärke des zweiten Signals in der bestimmten Hauptstrahlrichtung proportional zum Verhältnis der Stärke des ersten durch die erste Station empfangenen Signals aus der zumindest einen Hilfsrichtung zur Stärke des ersten durch die erste Station in der bestimmten Hauptrichtung empfangenen Signals. Diese zwei Verhältnisse sind vorzugsweise gleich.at an embodiment The invention is the relationship the strength of the second signal in the at least one auxiliary direction to the strength of the second signal in the particular main beam direction proportional to the relationship the strength of the first signal received by the first station from the at least one an aid to strength the first through the first station in the particular main direction received signal. These two ratios are preferably the same.

Wenn die Stärke des ersten in der zumindest einen Hilfsrichtung empfangenen Signals sehr viel kleiner als die Stärke des ersten in der Richtung der bestimmten Hauptrichtungen empfangenen Signals ist, wird das zweite Signal vorzugsweise nur in der bestimmten Hauptrichtung von der ersten Station zu der zweiten Station gesendet. Wenn die Stärke des ersten in der bestimmten Hauptrichtung und des ersten in der zumindest eine Hilfsrichtung empfangenen Signals im wesentlichen gleich ist, ist die zweite Station jedoch zum Senden dieses Signals in der bestimmten Hauptrichtung und in der zumindest einen Hilfsrichtung mit der im wesentlichen gleichen Signalstärke eingerichtet. Wenn bestimmt wird, dass das erste Signal hauptsächlich aus der Hauptrichtung empfangen wird, wird das zweite Signal daher nur in dieser Richtung gesendet. Wenn jedoch bestimmt wird, dass das erste Signal mit ungefähr derselben Stärke aus zwei oder mehr Richtungen empfangen wird, wird das zweite Signal mit der im wesentlichen gleichen Stärke in diese zwei oder mehr Richtungen gesendet. Zwischen diesen beiden Grenzfällen wird es natürlich Situationen geben, bei denen die Stärke des zweiten Signals in der zumindest einen Hilfsrichtung kleiner als die Stärke des zweiten Signals in der bestimmten Hauptrichtung ist.If the strenght of the first signal received in the at least one auxiliary direction much smaller than the strength of the first received in the direction of certain main directions Signal is, the second signal is preferably only in the specific Main direction sent from the first station to the second station. When the strength the first in the main direction and the first in the at least one auxiliary direction of the received signal substantially is the same, but the second station is to send this signal in the particular main direction and in the at least one auxiliary direction set up with the substantially same signal strength. If determined will receive that first signal mainly from the main direction Therefore, the second signal is sent only in this direction. However, if it is determined that the first signal is about the same strength two or more directions is received, the second signal with essentially the same strength in these two or more Sent directions. It will be between these two borderline cases Naturally Situations in which the strength of the second signal in the at least one auxiliary direction is smaller than the thickness of the second signal in the particular main direction.

Die Stärke des zweiten durch die erste Station in der zumindest einen der bestimmten Hauptrichtungen und in der zumindest einen Hilfsrichtung übertragenen Signals ist vorzugsweise von der Stärke des ersten durch die erste Station aus den entsprechenden Richtungen empfangenen Signals abhängig. Die Stärke des zweiten Signals in zumindest einer der bestimmten Hauptrichtungen und der zumindest einen Hilfsrichtung kann von der Durchschnittsstärke einer Vielzahl vorhergehender, an der ersten Station von der zweiten Station empfangener Signale abhängig sein. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Stärke des zweiten Signals in einer der bestimmten Hauptrichtung und der zumindest einen Hilfsrichtung von der Stärke des ersten in der entsprechenden Richtung empfangenen Signals abhängig, und die Stärke des zweiten Signals in der anderen bestimmten Hauptrichtung und der zumindest einen Hilfsrichtung ist von der Durchschnittsstärke einer Vielzahl vorhergehender an der ersten Station von der zweiten Station in der entsprechenden Richtung empfangener Signale abhängig. Es wird bevorzugt, dass die Stärke des zweiten Signals in der bestimmten Hauptrichtung auf der Stärke des ersten Signals beruht, während die Stärke des zweiten Signals in der zumindest einen Hilfsrichtung auf der Grundlage der Durchschnittsstärke einer Vielzahl vorhergehender von der zweiten Station empfangener Signale bestimmt wird. Die Leistung in der Hauptrichtung kann daher bei jedem empfangenen Signal für den Versuch aktualisiert werden, den Weg der zwischen der ersten und zweiten Station wirkenden Kanalveränderungen schnell zu verfolgen. Im Gegensatz dazu kann die Leistung in der zumindest einen Hilfsrichtung langsam auf Veränderungen reagieren, um zu versuchen den durch die zweite Station empfangenen Signalpegel zu erhöhen. Das kann zu einer erhöhen Wahrscheinlichkeit führen, dass ein Signal von der ersten Station durch die zweite Station empfangen wird.The strength of the second signal transmitted by the first station in the at least one of the determined principal directions and in the at least one auxiliary direction is preferably dependent on the strength of the first signal received by the first station from the respective directions. The strength of the second signal in at least one of the determined principal directions and the at least one auxiliary direction may be dependent on the average strength of a plurality of preceding signals received at the first station by the second station. In a preferred embodiment, the strength of the second signal in one of the determined principal direction and the at least one auxiliary direction is dependent on the strength of the first signal received in the corresponding direction, and the strength of the second signal is in the other particular principal direction and the at least one auxiliary direction from the average strength of a plurality of preceding signals received at the first station from the second station in the corresponding direction. It is preferred that the strength of the second signal in the particular main direction be based on the strength of the first signal while the magnitude of the second signal in the at least one auxiliary direction is determined based on the average strength of a plurality of previous signals received by the second station. The power in the main direction can therefore be updated on each received signal for the attempt to quickly track the path of the channel changes acting between the first and second stations. In contrast, the power in the at least one auxiliary direction may respond slowly to changes in order to try that through the second station to increase received signal level. This may result in an increased likelihood that a signal from the first station will be received by the second station.

Ein Strahl in der oder einer der zumindest einen Hilfsrichtungen kann einen in der bestimmten Hauptstrahlrichtung definierten Strahl überlappen. Bei einem Vorschlag überlappt der oder einer der zumindest einen Hilfsstrahlen die Winkelspreizung des bestimmten Hauptstrahls bis zur Hälfte.One Beam in the or one of the at least one auxiliary directions overlap a beam defined in the particular main beam direction. at a proposal overlaps the or one of the at least one auxiliary beams the angular spread of the particular main ray up to half.

Das Verfahren umfasst vorzugsweise den Schritt Bestimmen, ob der Abstand der zweiten Station von ersten Station unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, und wenn das der Fall ist, wird das zweite von der ersten Station zu der zweiten Station gesendete Signal mit einer relativ weiten Winkelspreizung gesendet. Die gesamte erreichte Winkelspreizung ist insbesondere vorzugsweise größer als die die erreicht wird, wenn der Abstand zwischen den ersten und zweiten Stationen oberhalb eines bestimmten Wertes liegt und die Hauptrichtung und zumindest eine andere Hilfsrichtung zum Senden des Signals verwendet werden.The The method preferably includes the step of determining if the distance the second station of the first station below a predetermined value is, and if that is the case, the second of the first Station to the second station sent signal with a relative wide angular spread sent. The entire angle spread achieved is particularly preferably greater than which is achieved when the distance between the first and second stations is above a certain value and the Main direction and at least one other auxiliary direction for sending of the signal.

Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine erste Station für gerichtete Funkübertragung mit einer zweiten Mobilstation bereitgestellt, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines ersten durch die zweite Station gesendeten Signals, wobei das erste Signal aus einer Vielzahl an unterschiedlichen Richtungen empfangbar ist,
eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Hauptrichtung, aus der das erste Signal empfangen wird, eine Sendeeinrichtung zum Senden eines zweiten Signals von der ersten Station zu der zweiten Station, wobei die Sendeeinrichtung eingerichtet ist, einen Ausstrahlungsstrahl in einer Vielzahl an Strahlrichtungen zu senden, wobei jede der Strahlrichtungen auswählbar ist, wobei die erste Station dadurch gekennzeichnet ist, dass sie weiter aufweist:
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Sendeeinrichtung,
wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, die Sendeeinrichtung zum Senden des zweiten Signals zu der zweiten Station in der bestimmten Hauptstrahlrichtung zu steuern, wobei die wenigstens eine Hilfsrichtung der bestimmten Hauptrichtung benachbart ist, wobei die Sendeleistung in jeder der Strahlrichtungen individuell bestimmbar ist und wobei die Stärke des zweiten in der wenigstens einen Hilfsrichtung gesendeten Signals kleiner als die Stärke des zweiten in der bestimmten Hauptrichtung gesendeten Signals ist.According to the second aspect of the present invention, there is provided a first station for directional radio communication with a second mobile station, the apparatus comprising:
receiving means for receiving a first signal transmitted by the second station, the first signal being receivable from a plurality of different directions,
determining means for determining the main direction from which the first signal is received, transmitting means for transmitting a second signal from the first station to the second station, the transmitting means being arranged to transmit a broadcasting beam in a plurality of beam directions, each of Radiation directions is selectable, wherein the first station is characterized in that it further comprises:
a control device for controlling the transmitting device,
wherein the control device is set up to control the transmission device for transmitting the second signal to the second station in the determined main beam direction, the at least one auxiliary direction being adjacent to the determined main direction, the transmission power being individually determinable in each of the beam directions, and the strength of the second signal transmitted in the at least one auxiliary direction is smaller than the strength of the second signal transmitted in the determined main direction.

Die Empfangseinrichtung und die Sendeeinrichtung können ein Antennen-Array umfassen, das zum Bereitstellen einer Vielzahl von Signalstrahlen in einer Vielzahl an unterschiedlichen Richtungen eingerichtet ist. Das Antennen-Array kann ein phasengesteuertes Antennen-Array (phased antenna array) oder eine Vielzahl separater Antennenelemente umfassen, von denen jedes zum Bereitstellen eines Strahls in einer definierten Richtung eingerichtet ist. Zwei separate Arrays, eines zum Empfangen von Signalen und das andere zum Senden von Signalen, können bereitgestellt sein. Alternativ kann ein einzelnes Array sowohl zum Empfangen als auch zum Senden von Signalen bereitgestellt sein.The Receiving device and the transmitting device may comprise an antenna array, for providing a plurality of signal beams in one Variety is set up in different directions. The antenna array may be a phased antenna array or comprise a plurality of separate antenna elements, each of which for providing a beam in a defined direction is. Two separate arrays, one for receiving signals and the other for transmitting signals may be provided. alternative can receive a single array both for receiving and for sending be provided by signals.

Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise zum Bestimmen des Leistungspegels für das Signal in der bestimmten Strahlrichtung und der zumindest einen anderen Strahlrichtung beruhend auf den relativen Energiepegeln des erstens in der bestimmten Strahlrichtung und der zumindest einen Hilfsrichtung empfangenen Signals eingerichtet. Die relativen Energiepegel können durch die Steuereinrichtung bestimmt werden, die zumindest einen Abschnitt des empfangenen ersten Signals mit einer bekannten Version dieses Signals oder eines Abschnitts dessen korreliert. Es versteht sich, dass das erste Signal eine Trainingsfolge umfassen oder enthalten kann, die eine bekannte Folge mit einer Referenz-Version dieser nicht verzerrten Trainingsfolge korrelierter Daten zum Bestimmen der Kanalimpulsantwort ist. Diese Informationen können zum Bestimmen der relativen Leistungspegel und zum Bestimmen der Hauptrichtung verwendet werden.The Control device is preferably for determining the power level for the Signal in the particular beam direction and the at least one other Beam direction based on the relative energy levels of the first in the determined beam direction and the at least one auxiliary direction received signal. The relative energy levels can be through the control device is determined, the at least one section of the received first signal with a known version of this Signal or a portion of correlated. It goes without saying the first signal comprises or contains a training sequence that can be a familiar episode with a reference version of this undistorted training sequence of correlated data for determining the channel impulse response is. This information can be used for Determining the relative power levels and determining the main direction be used.

Die Sendeeinrichtung kann zum Bereitstellen eines Ausstrahlungsstrahls in eine Vielzahl von Strahlrichtungen eingerichtet sein, wobei jede der Strahlrichtungen individuell auswählbar ist.The Transmitting means may be for providing an emission beam be arranged in a variety of beam directions, each the beam directions can be selected individually.

Eine Sendeleistung ist vorzugsweise für jede der Strahlrichtungen individuell bestimmbar, wobei die Sendeleistung des Strahls in der oder in jeder Hilfsrichtung geringer als die Sendeleistung in der Hauptstrahlrichtung ist.A Transmitting power is preferably for each of the beam directions individually determinable, the transmission power of the beam in the or each auxiliary direction is less than that Transmission power in the main beam direction is.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf zellulare Übertragungsnetze anwendbar. Bei derartigen Netzen kann die erste Station eine Basis-Sende-/Empfangsstation sein, während die zweite Station eine Mobilstation ist. Es versteht sich jedoch, dass Ausführungsbeispiele der Erfindung auf andere Arten von Funkübertragungsnetzen wie beispielsweise PCN (Private Communication Networks, private Übertragungsnetze) oder dergleichen angewendet werden können.The The present invention is particularly applicable to cellular transmission networks applicable. In such networks, the first station may be a base transceiver station be while the second station is a mobile station. It goes without saying, that embodiments of the invention to other types of radio transmission networks such as PCN (Private Communication Networks) or the like can be applied.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will be described below with reference to FIG the enclosed drawing closer explained. Show it:

1 eine schematische Ansicht einer Basis-Sende-/Empfangsstation (BTS) und der zugehörigen Zellenabschnitte; 1 a schematic view of a Ba sis transceiver station (BTS) and the associated cell sections;

2 eine vereinfachte Darstellung eines Antennen-Arrays und der Basis-Sende-/Empfangsstation, 2 a simplified representation of an antenna array and the base transceiver station,

3 ein fixiertes von dem Antennen-Array von 2 bereitgestelltes Strahlmuster, 3 a fixed one of the antenna array of 2 provided beam pattern,

4 eine schematische Ansicht der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung von 2, und 4 a schematic view of the digital signal processing device of 2 , and

5 die Kanalimpulsantwort für vier Kanäle aus den acht Kanälen. 5 the channel impulse response for four channels out of the eight channels.

Zuerst wird auf 1 Bezug genommen, die drei eine Zelle 3 eines zellularen Mobiltelefonnetzes definierende Zellenabschnitte 2 zeigt. Die drei Zellenabschnitte 2 werden durch entsprechende Basis-Sende/-Empfangsstationen (BTS) 4 bedient. Drei separate Basis-Sende-Empfangsstationen 4 sind an dem gleichen Ort vorgesehen. Jede BTS besitzt eine Sende-/Empfangseinrichtung, die Signale zu und von einem entsprechenden der drei Zellenabschnitte 2 sendet und empfängt. Somit ist für jeden Zellenabschnitt 2 eine dedizierte Basis-Sende-/Empfangsstation bereitgestellt. Jede BTS 4 kann daher mit Mobilstationen (MS) wie beispielsweise Mobiltelefonen kommunizieren, die sich in entsprechenden Zellenabschnitten 2 befinden.First on 1 References, the three a cell 3 cell sections defining a cellular mobile telephone network 2 shows. The three cell sections 2 are transmitted by appropriate base transceiver stations (BTS) 4 served. Three separate base transceiver stations 4 are provided in the same place. Each BTS has a transceiver that transmits signals to and from a corresponding one of the three cell sections 2 sends and receives. Thus, for each cell section 2 provided a dedicated base transceiver station. Every BTS 4 Therefore, it can communicate with mobile stations (MS) such as mobile phones located in corresponding cell sections 2 are located.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird im Kontext eines GSM-(Global System for Mobil Communications, globales System für Mobilkommunikation)Netzes, beschrieben. Beim GSM-System wird ein Frequenz-/Zeitvielfachzugriff-F/TDMA-System verwendet. Zwischen dem BTS 4 und der MS werden Daten in Bündeln gesendet. Die Datenbündel umfassen eine Trainingsfolge, die eine bekannte Datenfolge ist. Der Zweck der Trainingsfolge wird nachstehend beschrieben. Jedes Datenbündel wird in einem gegebenen Frequenzband in einem vorbestimmten Zeitschlitz in diesem Frequenzband gesendet. Die Verwendung eines gerichteten Antennen-Arrays ermöglicht auch einen Raumvielfachzugriff zu erreichen. In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird somit jedes Datenbündel in einem gegebenen Frequenzband, in einem gegebenen Zeitschlitz und in einer gegebenen Richtung gesendet. Ein zugeordneter Kanal kann für ein gegebenes, in der gegebenen Frequenz, in dem gegebenen Zeitschlitz, und in der gegebenen Richtung gesendetes Datenbündel definiert werden. Wie nachstehend näher ausgeführt wird, wird bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung das gleiche Datenbündel in dem gleichen Frequenzband, in dem gleichen Zeitschlitz, aber in zwei unterschiedlichen Richtungen gesendet.The present embodiment will be described in the context of a GSM (Global System for Mobile Communications) network. The GSM system uses a frequency / time division multiple access F / TDMA system. Between the BTS 4 and the MS are sent data in bundles. The data bundles comprise a training sequence which is a known data sequence. The purpose of the training sequence will be described below. Each data burst is transmitted in a given frequency band in a predetermined time slot in this frequency band. The use of a directional antenna array also allows space division access to be achieved. Thus, in embodiments of the present invention, each burst is transmitted in a given frequency band, in a given time slot, and in a given direction. An assigned channel may be defined for a given data burst transmitted in the given frequency, in the given timeslot, and in the given direction. As will be further explained below, in some embodiments of the invention, the same data burst is transmitted in the same frequency band, in the same time slot, but in two different directions.

2 zeigt eine schematische Ansicht eines Antennen-Arrays 6 einer BTS 4, die als Sende-/Empfangsstation handelt. Es versteht sich, dass das in 2 gezeigte Array 6 nur einen der drei in 1 gezeigten Zellenabschnitte bedient. Zwei weitere Antennen-Arrays 6 werden zum Bedienen der anderen Zellenabschnitte 2 bereitgestellt. Das Antennen-Array 6 besitzt acht Antennen-Elemente a1 ... a8. Die Elemente a1 ... a8 sind angeordnet, einen Abstand einer halben Wellenlänge zwischen jedem Antennen-Element a1 ... a8 aufzuweisen, und sind in einer horizontalen Reihe in gerader Linie angeordnet. Jedes Antennen-Element a1 ... a8 ist zum Senden und Empfangen von Signalen eingerichtet und kann jede geeignete Konstruktion haben. Jedes Antennen-Element a1 ... a8 kann eine Dipol-Antenne, eine Patch-Antenne oder jede andere geeignete Antenne sein. Die acht Antennen-Elemente a1 ... a8 definieren zusammen eine Phased-Array-Antenne 6. 2 shows a schematic view of an antenna array 6 a BTS 4 , which acts as a transmitting / receiving station. It is understood that in 2 shown array 6 just one of the three in 1 operated cell sections served. Two more antenna arrays 6 are used to operate the other cell sections 2 provided. The antenna array 6 has eight antenna elements a 1 ... a 8 . The elements a 1 ... A 8 are arranged to have a pitch of half a wavelength between each antenna element a 1 ... A 8 , and are arranged in a horizontal line in a straight line. Each antenna element a 1 ... a 8 is configured to transmit and receive signals and may have any suitable construction. Each antenna element a 1 ... a 8 may be a dipole antenna, a patch antenna or any other suitable antenna. The eight antenna elements a 1 ... A 8 together define a phased array antenna 6 ,

Wie bekannt, wird jedem Antennen-Element a1 ... a8 der Phased-Array-Antenne 6 das gleiche zu einer Mobilstation zu sendende Signal zugeführt. Die Phasen der Signale, die den entsprechenden Antennen-Elementen a1 ... a8 zugeführt werden, sind jedoch zu einander verschoben. Die Unterschiede in der Phasenbeziehung zwischen den den entsprechenden Antennen-Elementen a1 ... a8 zugeführten Signalen führt zu einem gerichteten Abstrahlungsmuster. Somit kann ein Signal von der BTS 4 nur in bestimmte Richtungen in dem mit dem Array 6 verbundenen Zellenabschnitt 2 gesendet werden. Das durch das Array 6 erreichte, gerichtete Strahlungsmuster ist eine Folge konstruktiver und destruktiver Störungen, die zwischen zu einander phasenverschobenen und durch jedes Antennen-Element a1 ... a8 gesendeten Signalen entstehen. In dieser Hinsicht wird auf 3 Bezug genommen, die das mit dem Antennen-Array 6 erreichte gerichtete Ausstrahlungsmuster darstellt. Dieses Antennen-Array 6 kann zum Bereitstellen eines Strahls b1 ... b8 in einer der in 3 dargestellten acht Richtungen gesteuert werden. Das Antennen-Array 6 kann beispielsweise zum Senden eines Signals zu einer MS nur in der Richtung des Strahls b5 oder nur in der Richtung des Strahls b6 gesteuert werden. Wie nachstehend näher ausgeführt wird, kann das Antennen-Array 6 zum Senden eines Signals in mehr als eine Strahlrichtung zur gleichen Zeit gesteuert werden. Ein Signal kann beispielsweise in zwei durch Strahl b5 und Strahl b6 definierte Richtungen gesendet werden.As is known, each antenna element a 1 ... a 8 of the phased array antenna 6 the same signal to be sent to a mobile station is supplied. However, the phases of the signals supplied to the respective antenna elements a 1 ... A 8 are shifted to each other. The differences in the phase relationship between the signals applied to the respective antenna elements a 1 ... a 8 results in a directional radiation pattern. Thus, a signal from the BTS 4 only in certain directions in the one with the array 6 connected cell section 2 be sent. That through the array 6 Directed radiation patterns are a result of constructive and destructive interference arising between signals phase-shifted and transmitted by each antenna element a 1 ... a 8 . In this regard will be on 3 With reference to the antenna array 6 achieved directed radiation pattern represents. This antenna array 6 can be used to provide a beam b 1 ... b 8 in one of the in 3 be shown eight directions. The antenna array 6 For example, to transmit a signal to an MS, it can be controlled only in the direction of the beam b 5 or only in the direction of the beam b 6 . As will be explained in more detail below, the antenna array 6 to control a signal in more than one beam direction at the same time. For example, a signal may be sent in two directions defined by beam b 5 and beam b 6 .

3 ist lediglich eine schematische Darstellung der acht möglichen, mit dem Antennen-Array 6 erreichbaren Strahlrichtungen. In der Praxis wird zwischen benachbarten Strahlen jedoch tatsächlich eine Überlappung vorliegen, um sicherzustellen, dass der gesamte Zellabschnitt 2 durch das Antennen-Array 6 bedient wird. 3 is merely a schematic representation of the eight possible, with the antenna array 6 achievable beam directions. In practice, however, there will actually be an overlap between adjacent beams to ensure that the entire cell segment 2 through the antenna array 6 is served.

Die relative Phase des an jedem Antennen-Element a1 ... a8 bereitgestellten Signals wird durch eine Butler-Matrix-Schaltung 8 gesteuert, so dass ein Signal in der gewünschten Strahlrichtung oder in den gewünschten Strahlrichtungen gesendet werden kann. Die Butler-Matrix-Schaltung 8 liefert somit eine Phasenverschiebungsfunktion. Die Butler-Matrix-Schaltung 8 besitzt acht Eingänge 10a–h des BTS 4 und acht Ausgänge, einen zu jedem Antennen-Element a1 ... a8. Die durch die entsprechenden Eingänge 10a–h empfangenen Signale umfassen die zu sendenden Datenbündel. Jeder der acht Eingänge 10a–h stellt die Strahlrichtung dar, in der ein gegebenes Datenbündel gesendet werden kann. Wenn die Butler-Matrix-Schaltung 8 beispielsweise ein Signal auf dem ersten Eingang 10a empfängt, legt die Butler-Matrix-Schaltung 8 das an Eingang 10a bereitgestellte Signal an jedes der Antennen-Elemente a1 ... a8 mit den erforderlichen Phasendifferenzen an, um die Erzeugung eines Strahls b1 zu verursachen, so dass das Datenbündel in der Richtung des Strahls b1 gesendet wird. Ein an Eingang 10b bereitgestelltes Signal verursacht in gleicher Weise die Erzeugung eines Strahls in der Richtung von Strahl b2, und so weiter.The relative phase of the signal provided to each antenna element a 1 ... a 8 is provided by a Butler matrix circuit 8th controlled so that a signal in the desired beam direction or in the desired beam directions can be sent. The butler matrix circuit 8th thus provides a phase shift function. The butler matrix circuit 8th has eight inputs 10a - H of the BTS 4 and eight outputs, one to each antenna element a 1 ... a 8 . The through the corresponding inputs 10a - H received signals comprise the data bundles to be transmitted. Each of the eight entrances 10a - H represents the beam direction in which a given burst of data can be sent. When the butler matrix circuit 8th for example, a signal on the first input 10a receives, sets the Butler matrix circuit 8th at the entrance 10a provided signal to each of the antenna elements a 1 ... a 8 with the required phase differences to cause the generation of a beam b 1 , so that the data beam is sent in the direction of the beam b 1 . An entrance 10b provided signal similarly causes the generation of a beam in the direction of beam b 2 , and so on.

Wie bereits ausgeführt, empfangen die Antennen-Elemente a1 ... a8 des Antennen-Arrays 6 Signale von einer MS und senden auch Signale zu einer MS. Ein durch eine MS gesendetes Signal wird im Allgemeinen durch jedes der acht Antennen-Elemente a1 ... a8 empfangen. Es wird jedoch einen Phasenunterschied zwischen jedem der durch die entsprechenden Antennen-Elemente a1 ... a8 empfangenen Signale geben. Die Butler-Matrix-Schaltung 8 kann deshalb aus den relativen Phasen der von den Antennen-Elementen a1 ... a8 empfangenen Signale die Strahlrichtung bestimmen, aus der das Signal empfangen wurde. Die Butler-Matrix-Schaltung 8 hat somit acht Eingänge, einen von jedem der Antennen-Elemente a1 ... a8 für das von jedem Antennen-Element empfangene Signal. Die Butler-Matrix-Schaltung 8 besitzt auch acht Ausgänge 14a–h. Jeder der Ausgänge 14a bis 14h entspricht einer bestimmten Strahlrichtung, aus der ein gegebenes Datenbündel empfangen werden kann. Wenn das Antennen-Array 6 beispielsweise ein Signal von einer MS aus der Richtung des Strahls b1 empfängt, wird die Butler-Matrix-Schaltung 8 das empfangene Signal auf Ausgang 14a ausgeben. Ein empfangenes Signal aus der Richtung des Strahls b2 wird die Ausgabe des empfangenen Signals der Butler-Matrix-Schaltung 8 auf Ausgang 14b verursachen, und so weiter. Zusammengefasst ist es so, dass die Butler-Matrix-Schaltung 8 auf den Antennen-Elementen a1 ... a8 acht Versionen des gleichen Signals empfängt, die zueinander phasenverschoben sind. Aus den relativen Phasenverschiebungen bestimmt die Butler-Matrix-Schaltung 8 die Richtung, aus der das empfangene Signal empfangen wurde, und gibt ein Signal auf einem gegebenen Ausgang 14a–h in Abhängigkeit von der Richtung aus, aus der das Signal empfangen wurde.As already stated, the antenna elements a 1 ... a 8 of the antenna array receive 6 Signals from an MS and also send signals to an MS. A signal transmitted by an MS is generally received by each of the eight antenna elements a 1 ... a 8 . However, there will be a phase difference between each of the signals received by the respective antenna elements a 1 ... a 8 . The butler matrix circuit 8th Therefore, it can determine from the relative phases of the signals received by the antenna elements a 1 ... a 8 the beam direction from which the signal was received. The butler matrix circuit 8th thus has eight inputs, one from each of the antenna elements a 1 ... a 8 for the signal received by each antenna element. The butler matrix circuit 8th also has eight outputs 14a - H , Each of the outputs 14a to 14h corresponds to a particular beam direction from which a given data burst can be received. If the antenna array 6 For example, receiving a signal from an MS from the direction of the beam b 1 becomes the Butler matrix circuit 8th the received signal on output 14a output. A received signal from the direction of the beam b 2 becomes the output of the received signal of the Butler matrix circuit 8th on exit 14b cause, and so on. In summary, it is such that the butler matrix circuit 8th on the antenna elements a 1 ... a 8 receives eight versions of the same signal, which are out of phase with each other. From the relative phase shifts, the Butler matrix circuit determines 8th the direction from which the received signal was received and gives a signal on a given output 14a - H depending on the direction from which the signal was received.

Es versteht sich, dass es bei einigen Umgebungen aufgrund einer Reflektion des Signals, während es zwischen der MS und der BTS 4 unterwegs ist, unter der Voraussetzung, dass die Reflektionen eine relative breite Winkelspreizung haben, scheinen kann, ein einzelnes Signal oder Datenbündel von einer MS käme aus mehr als einer Strahlrichtung. Die Butler-Matrix-Schaltung 8 wird ein Signal an jedem Ausgang 14a–h bereitstellen, der den Strahlrichtungen entspricht, aus denen ein gegebenes Signal oder Datenbündel zu kommen scheint. Somit kann das gleiche Datenbündel an mehr als einem Ausgang 14a–h der Butler-Matrix-Schaltung 8 bereitgestellt werden. Die Signale der entsprechenden Ausgänge 14a–h können jedoch zueinander zeitverzögert sein.It is understood that in some environments it is due to a reflection of the signal while it is between the MS and the BTS 4 On the road, assuming that the reflections have a relatively wide angular spread, a single signal or burst of data from one MS may appear to span more than one beam direction. The butler matrix circuit 8th will be a signal at each output 14a - H which corresponds to the beam directions from which a given signal or data burst appears to come. Thus, the same data bundle can be on more than one output 14a - H the butler matrix circuit 8th to be provided. The signals of the corresponding outputs 14a - H however, they may be time delayed with respect to each other.

Jeder Ausgang 14a–h der Butler-Matrix-Schaltung 8 ist mit dem Eingang eines entsprechenden Verstärkers 16 verbunden, der das empfangene Signal verstärkt. Für jeden Ausgang 14a–h der Butler-Matrix-Schaltung 8 ist ein Verstärker 16 bereitgestellt. Das verstärkte Signal wird dann durch eine entsprechende Signalverarbeitungseinrichtung 18 verarbeitet, die das verstärkte Signal zum Herabsetzen der Frequenz des empfangenen Signals auf die Basisbandfrequenz behandelt, so dass das Signal durch die BTS 4 verarbeitet werden kann. Um das zu erreichen, entfernt die Verarbeitungseinrichtung 18 die Trägerfrequenzkomponente von dem Eingangssignal. Wiederrum ist eine Verarbeitungseinrichtung 18 für jeden Ausgang 14a–h der Butler-Matrix-Schaltung 8 bereitgestellt. Das empfangene, in analoger Form vorliegende Signal wird anschließend durch einen Analog-/Digital-(A/D)-Wandler 20 in ein digitales Signal umgewandelt. Acht A/D-Wandler 20 sind bereitgestellt, einer für jeden Ausgang 14a–h der Butler-Matrix-Schaltung 8. Das digitales Signal wird dann über einen entsprechenden Eingang 19a–h zur weiteren Verarbeitung in eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung 21 eingegeben.Every exit 14a - H the butler matrix circuit 8th is with the input of a corresponding amplifier 16 connected, which amplifies the received signal. For every exit 14a - H the butler matrix circuit 8th is an amplifier 16 provided. The amplified signal is then passed through a corresponding signal processing device 18 processing the amplified signal to lower the frequency of the received signal to the baseband frequency, so that the signal through the BTS 4 can be processed. To accomplish this, the processing facility removes 18 the carrier frequency component of the input signal. In turn, a processing device 18 for every exit 14a - H the butler matrix circuit 8th provided. The received analog signal is then passed through an analogue to digital (A / D) converter 20 converted into a digital signal. Eight A / D converters 20 are provided, one for each exit 14a - H the butler matrix circuit 8th , The digital signal is then passed through a corresponding input 19a - H for further processing in a digital signal processing device 21 entered.

Die digitale Signalverarbeitungseinrichtung 21 umfasst auch acht Ausgänge 22a–h, von denen jeder ein digitales Signal ausgibt, das das zu einer gegebenen MS zu sendende Signal darstellt. Der ausgewählte Ausgang 22a–h stellt die Strahlrichtung dar, in die das Signal zu senden ist. Das digitales Signal wird durch einen Digital-/Analog-(D/A) Wandler 23 in ein analoges Signal gewandelt. Für jeden Ausgang 22a–h der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 21 ist ein Digital- /Analog-Wandler 23 bereitgestellt. Das analoge Signal wird durch die Verarbeitungseinrichtung 24 verarbeitet, die ein das analoge Signal auf die zu sendende Trägerfrequenz modulierender Modulator ist. Vor der Verarbeitung des Signals durch die Verarbeitungseinrichtung 24 befindet sich das Signal auf der Basisband-Frequenz. Das sich ergebende Signal wird anschließend durch den Verstärker 26 verstärkt und an den entsprechenden Eingang 10a–h der Butler-Matrix-Schaltung 8 weitergegeben. Für jeden Ausgang 22a–h der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung ist eine Verarbeitungseinrichtung 24 und ein Verstärker 26 bereitgestellt.The digital signal processing device 21 also includes eight outputs 22a - H each of which outputs a digital signal representing the signal to be sent to a given MS. The selected output 22a - H represents the beam direction to which the signal is to be sent. The digital signal is passed through a digital / analog (D / A) converter 23 converted into an analogue signal. For every exit 22a - H the digital signal processing device 21 is a digital / analog converter 23 provided. The analog signal is sent by the processing device 24 which is a modulator modulating the analog signal to the carrier frequency to be transmitted. Before processing the signal by the processing device 24 is the signal is at the baseband frequency. The resulting signal is then passed through the amplifier 26 amplified and to the corresponding entrance 10a - H the butler matrix circuit 8th passed. For every exit 22a - H the digital signal processing device is a processing device 24 and an amplifier 26 provided.

Nun wird auf 4 Bezug genommen, die die digitale Signalverarbeitungseinrichtung 21 schematisch darstellt. Es versteht sich, dass die verschiedenen, in 4 dargestellten Blöcke nicht unbedingt separaten Elementen einer wirklichen, die vorliegende Erfindung verkörpernden digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 21 entsprechen. Die verschiedenen, in 4 dargestellten Blöcke entsprechen insbesondere den verschiedenen durch die digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 21 ausgeführten Funktionen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist die digitale Signalverarbeitungseinrichtung 21 zumindest teilweise als integrierter Schaltkreis implementiert und mehrere Funktionen können durch das gleiche Element ausgeführt werden.Now it will open 4 Reference is made to the digital signal processing device 21 schematically represents. It is understood that the various, in 4 not necessarily separate elements of a real, embodying the present invention digital signal processing device 21 correspond. The different, in 4 In particular, the blocks represented by the digital signal processing device correspond to the various blocks 21 performed functions. In one embodiment of the invention, the digital signal processing device is 21 implemented at least in part as an integrated circuit and multiple functions can be performed by the same element.

Jedes durch die digitale Signalverarbeitungseinrichtung 21 an den entsprechenden Eingängen 19a–h empfangene Signal wird an einen entsprechenden Kanalimpulsantwort-(CIR)-Schätzfunktionsblock 30 eingegeben. Der CIR- Schätzfunktionsblock 30 enthält eine Speicherkapazität, in der die geschätzte Kanalimpulsantwort gespeichert ist. Der CIR-Schätzfunktionsblock hat auch eine Speicherkapazität zum vorübergehenden Speichern des empfangenen Signals. Der Kanalimpulsantwort-Schätzfunktionsblock 30 ist zum Schätzen der Kanalimpulsantwort des Kanals des entsprechenden Eingangs 19a–h eingerichtet. Wie bereits ausgeführt, kann für ein gegebenes, in dem ausgewählten Frequenzband, dem zugeteilten Zeitschlitz und in der Strahlrichtung, aus der das Signal empfangen wird, gesendetes Datenbündel ein zugeordneter Kanal definiert werden. Die Strahlrichtung, aus der das Signal empfangen wird, wird durch die Butler-Matrix-Schaltung 8 ermittelt, so dass ein an Eingang 19a der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung empfangenes Signal hauptsächlich das aus der Richtung von Strahl b1 und so weiter empfangene Signal darstellt. Es versteht sich, dass das an dem gegebenen Eingang empfangene Signal auch die Seitenkeulen des Signals enthalten kann, die beispielsweise an benachbarten Eingängen empfangen wurden.Each through the digital signal processor 21 at the corresponding entrances 19a - H received signal is sent to a corresponding channel impulse response (CIR) estimation function block 30 entered. The CIR estimator block 30 contains a storage capacity storing the estimated channel impulse response. The CIR estimator block also has a memory capacity for temporarily storing the received signal. The channel impulse response estimation function block 30 is for estimating the channel impulse response of the channel of the corresponding input 19a - H set up. As already stated, for a given data burst transmitted in the selected frequency band, the allocated time slot and in the beam direction from which the signal is received, an assigned channel can be defined. The beam direction from which the signal is received is through the Butler matrix circuit 8th determined so that an input to 19a signal received by the digital signal processor is mainly the signal received from the direction of beam b 1 and so on. It will be appreciated that the signal received at the given input may also include the side lobes of the signal received at, for example, adjacent inputs.

Jedes von einer Mobilstation MS an die BTS 4 gesendete Datenbündel enthält eine Trainingfolge TS. Die durch die BTS 4 empfangene Trainingsfolge TSRX wird jedoch aufgrund von Rauschen und auch aufgrund von Mehrwegeeffekten beeinflusst, was zu Störungen zwischen benachbarten Bits der Trainingsfolge führt. Diese letztere Störung ist als Intersymbolinterferenz bekannt. TSRX wird auch durch Interferenzen von anderen Mobilstationen beeinflusst, beispielsweise durch sich in anderen Zellen oder Zellabschnitten befindende, die gleiche Frequenz verwendende Mobilstationen, die eine Gleichkanalinterferenz verursachen. Es versteht sich, dass ein gegebenes Signal von der MS mehr als einem Weg zum Erreichen der BTS folgen kann, und dass mehr als eine Version des gegebenen Signals von dem Antennen-Array 6 aus einer gegebenen Richtung erfasst werden kann. Die von Eingang 19a empfangene Trainingsfolge TSRX wird durch den CIR-Schätzfunktionsblock 30 mit einer im Datenspeicher 32 gespeicherten Referenz-Trainingsfolge kreuzkorreliert. Die Referenz-Trainingsfolge TSREF ist die anfangs durch die Mobilstation übertragene Trainingsfolge. In der Praxis ist die empfangene Trainingsfolge TSRX ein auf eine Trägerfrequenz moduliertes Signal, während die Referenz-Trainingsfolge TSREF als Bit-Folge in dem Datenspeicher 32 gespeichert ist. Dementsprechend wird die gespeicherte Trainingsfolge ähnlich moduliert, bevor die Kreuz-Korrelation ausgeführt wird. Anders gesagt, die verzerrte, durch die BTS 4 empfangene Trainingsfolge wird mit der unverzerrten Version der Trainingsfolge korreliert. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die empfangene Trainingsfolge vor ihrer Korrelation mit der Referenz-Trainingsfolge demoduliert. In diesem Fall hat die Referenz-Trainingsfolge wieder die gleiche Form wie die empfangene Trainingsfolge. Anders gesagt, die Referenz-Trainingsfolge ist nicht moduliert.Each from a mobile station MS to the BTS 4 transmitted data bundle contains a training sequence TS. The by the BTS 4 however, training sequence TS RX received is affected due to noise and also due to multipath effects, resulting in interference between adjacent bits of the training sequence. This latter disorder is known as intersymbol interference. TS RX is also affected by interference from other mobile stations, such as mobile stations using the same frequency located in other cells or cell sections causing co-channel interference. It is understood that a given signal from the MS may follow more than one way to reach the BTS, and that more than one version of the given signal from the antenna array 6 can be detected from a given direction. The of entrance 19a received training sequence TS RX is determined by the CIR estimator block 30 with one in the data store 32 stored reference training sequence cross-correlated. The reference training sequence TS REF is the training sequence initially transmitted by the mobile station. In practice, the received training sequence TS RX is a carrier frequency modulated signal, while the reference training sequence TS REF is a bit sequence in the data memory 32 is stored. Accordingly, the stored training sequence is similarly modulated before the cross-correlation is performed. In other words, the distorted, by the BTS 4 received training sequence is correlated with the undistorted version of the training sequence. In an alternative embodiment of the invention, the received training sequence is demodulated prior to its correlation with the reference training sequence. In this case, the reference training sequence again has the same form as the training sequence received. In other words, the reference training sequence is not modulated.

Die Referenz-Trainingsfolge TSREF und die empfangene Trainingsfolge TSRX haben jeweils eine Länge L entsprechend L Bits an Daten, und das können beispielsweise 26 Bit sein. Der genaue Ort der empfangenen Trainingsfolge TSRX innerhalb des zugeteilten Zeitschlitzes kann unbestimmt sein. Aus dem Grund, weil der Abstand der Mobilstation MS von der BTS 4 die Position des von der MS in dem zugeteilten Zeitschlitz gesendeten Datenbündels beeinflusst. Wenn eine Mobilstation MS beispielsweise relativ weit von der BTS 4 entfernt ist, kann die Trainingsfolge später in dem zugeteilten Zeitschlitz auftreten als vergleichsweise in der Situation, wenn die Mobilstation MS nahe an der BTS4 ist.The reference training sequence TS REF and the received training sequence TS RX each have a length L corresponding to L bits of data, and may be, for example, 26 bits. The exact location of the received training sequence TS RX within the allocated time slot may be indefinite. For the reason, because the distance of the mobile station MS from the BTS 4 affects the position of the data burst transmitted by the MS in the allocated time slot. For example, if a mobile station MS is relatively far from the BTS 4 is removed, the training sequence may occur later in the allocated timeslot than comparatively in the situation when the mobile station MS is close to the BTS4.

Zur Berücksichtigung der Unsicherheit der Position der empfangenen Trainingsfolge TSRX innerhalb des zugeteilten Zeitschlitzes wird die empfangene Trainingsfolge TSRX n-mal mit der Referenz-Trainingsfolge TSREF korreliert. n ist typischerweise 7 oder 9. n soll vorzugsweise eine ungerade Zahl sein. Die n Korrelationen werden normalerweise auf beiden Seiten der maximal erhaltenen Korrelation liegen. Die relative Position der empfangenen Trainingsfolge TSRX hinsichtlich der Referenz-Trainingsfolge TSREF wird zwischen jeder aufeinanderfolgenden Korrelation um eine Position verschoben. Jede Position ist einem Bit in der Trainingsfolge äquivalent und stellt ein Verzögerungs-Segment dar. Jede einzelne Korrelation der empfangenen Trainingsfolge TSRX mit der Referenz-Trainingsfolge TSREF führt zu einer Anzapfung (tap), die für die Kanalimpulsantwort für diese Korrelation repräsentativ ist. Die n separaten Korrelationen führen zu einer Anzapfungsfolge mit n Werten.To take into account the uncertainty of the position of the received training sequence TS RX within the allocated time slot, the received training sequence TS RX is correlated n times with the reference training sequence TS REF . n is typical 7 or 9 , n should preferably be an odd number. The n correlations will normally be on both sides of the maximum correlation obtained. The relative position of the received training sequence TS RX with respect to the reference training sequence TS REF is shifted one position between each successive correlation. Each position is equivalent to one bit in the training sequence and represents a delay segment. Each one Individual correlation of the received training sequence TS RX with the reference training sequence TS REF results in a tap that is representative of the channel impulse response for this correlation. The n separate correlations lead to a tapping sequence with n values.

Nun wird auf 5 Bezug genommen, die die Kanalimpulsantwort für vier der acht möglichen den acht räumlichen Richtungen entsprechenden Kanälen zeigt. Anders gesagt, 5 zeigt die Kanalimpulsantwort für vier Kanäle, die einem gegebenen in vier der acht Strahlrichtungen von der Mobilstation empfangenen Datenbündel entspricht, wobei das Datenbündel in einem gegebenen Frequenzband und in einem gegebenen Zeitschlitz liegt. Die x-Achse aller Graphen ist ein Maß für die Zeitverzögerung, während die y-Achse ein Maß für die relative Leistung ist. Jede der auf dem Graph markierten Linien (oder Anzapfungen) stellt das entsprechend einer gegebenen Korrelationsverzögerung empfangene Mehrwegesignal dar. Jeder Graph weist n Linien oder Anzapfungen auf, wobei eine Anzapfung je einer Korrelation entspricht.Now it will open 5 Reference is made, which shows the channel impulse response for four of the eight possible channels corresponding to the eight spatial directions. In other words, 5 Figure 4 shows the channel impulse response for four channels corresponding to a given data burst received in four of the eight beam directions from the mobile station, the burst lying in a given frequency band and in a given time slot. The x-axis of all graphs is a measure of the time delay, while the y-axis is a measure of the relative power. Each of the lines (or taps) marked on the graph represents the multipath signal received according to a given correlation delay. Each graph has n lines or taps, one tap corresponding to one correlation.

Aus der geschätzten Kanalimpulsantwort kann der Ort der Trainingsfolge innerhalb des zugeteilten Zeitschlitzes bestimmt werden. Die größten Anzapfungswerte werden erhalten, wenn die beste Korrelation zwischen der empfangenen Trainingsfolge TSRX und der Referenz-Trainingsfolge TSREF erreicht wird.From the estimated channel impulse response, the location of the training sequence within the allocated time slot can be determined. The largest tap values are obtained when the best correlation between the received training sequence TS RX and the reference training sequence TS REF is achieved.

Der CIR-Schätzfunktionsblock 30 bestimmt für jeden Kanal auch die fünf (oder irgendeine andere geeignete Anzahl) aufeinanderfolgenden Anzapfungen, die die maximale Energie liefern. Die maximale Energie für einen gegebenen Kanal wird wie folgt berechnet:

Figure 00250001
wobei h eine sich aus einer Kreuzkorrelation der Referenz-Trainingsfolge TSREF mit der empfangenen Trainingsfolge TSRX ergebende Anzapfungsamplitude darstellt. Der CIR-Schätzfunktionsblock 30 schätzt die maximale Energie für einen gegebenen Kanal unter Verwendung eines gleitenden Fensterverfahrens. Anders gesagt, der CIR-Schätzfunktionsblock 30 berücksichtigt jeden Satz von fünf benachbarten Werten und berechnet aus diesen fünf Werten die Energie. Die fünf benachbarten, die maximale Energie liefernde Werte werden als Repräsentanten für die Impulsantwort dieses Kanals ausgewählt.The CIR estimator block 30 For each channel, also determine the five (or any other suitable number) consecutive taps that provide the maximum energy. The maximum energy for a given channel is calculated as follows:
Figure 00250001
where h represents a tap amplitude resulting from a cross-correlation of the reference training sequence TS REF with the received training sequence TS RX . The CIR estimator block 30 estimates the maximum energy for a given channel using a sliding window method. In other words, the CIR estimator block 30 takes into account each set of five adjacent values and calculates the energy from these five values. The five adjacent maximum energy values are selected to represent the impulse response of this channel.

Die Energie kann als Maß für die Stärke des gewünschten, durch die BTS 4 aus einer gegebenen Richtung empfangenen Signals von einer gegebenen MS betrachtet werden. Dieser Prozess wird für jeden der acht die acht unterschiedlichen Richtungen darstellenden Kanäle ausgeführt, aus denen das gleiche Datenbündel empfangen werden kann. Das mit der maximalen Energie empfangene Signal ist einem die minimale Dämpfung dieses Signals bereitstellenden Weg gefolgt.The energy can be used as a measure of the strength of the desired, through the BTS 4 viewed from a given direction from a given MS. This process is performed for each of the eight channels representing the eight different directions from which the same data bundle can be received. The maximum energy signal has followed a path providing the minimum attenuation of that signal.

Ein Analyseblock 34 ist bereitgestellt, der die maximale Energie speichert, die durch den CIR-Schätzfunktionsblock 30 für den entsprechenden Kanal für fünf benachbarte, durch den CIR-Schätzfunktionsblock 30 aus der Kanalimpulsantwort als repräsentativ ausgewählte Werte berechnet wird. Der Analyseblock 34 kann auch die von dem CIR-Schätzfunktionsblock 30 bestimmten Kanalimpulsantworten zur Ermittlung der minimalen Verzögerung analysieren. Die Verzögerung ist ein Maß für die Position der empfangenen Trainingsfolge TSRX in dem zugeteilten Zeitschlitz und damit ein relatives Maß für die von einem Signal zwischen der Mobilstation und der BTS 4 zurückgelegte Strecke. Der Kanal mit der minimalen Verzögerung weist das Signal auf, das den kürzesten Abstand zurückgelegt hat. Diese kürzeste Strecke kann in bestimmen Fällen die Linie des Sichtwegs zwischen der Mobilstation und der BTS 4 darstellen.An analysis block 34 is provided which stores the maximum energy generated by the CIR estimator block 30 for the corresponding channel for five adjacent, through the CIR estimator block 30 from the channel impulse response is calculated as representative selected values. The analysis block 34 may also be that of the CIR estimator block 30 analyze certain channel impulse responses to determine the minimum delay. The delay is a measure of the position of the received training sequence TS RX in the allocated time slot and thus a relative measure of that of a signal between the mobile station and the BTS 4 covered track. The minimum delay channel has the signal that has traveled the shortest distance. In certain cases, this shortest distance may be the line of sight distance between the mobile station and the BTS 4 represent.

Der Analyseblock 34 ist zum Bestimmen der Position des Anfangs des Fensters durch das Bestimmen der die maximale Energie liefernden fünf Werte eingerichtet. Anschließend wird die Zeitverzögerung auf der Grundlage der Zeit zwischen einem Referenzpunkt und dem Anfang des Fensters bestimmt. Dieser Referenzpunkt kann die gemeinsame Zeit sein, bei der die Korrelierung aller empfangenen Trainingsfolgen in jedem Zweig beginnt, wobei die Zeit der frühesten Fensterkante aller Zweige oder einem ähnlichen gemeinsamen Punkt entspricht. Zum genauen Vergleichen der vielfältigen Verzögerungen der unterschiedlichen Kanäle wird ein gemeinsamer, auf das durch die BTS 4 bereitgestellte Synchronisationssignal gestützter Zeitmaßstab zur Steuerung des TDMA-Betriebsmodus übernommen. Anders gesagt, die Position der empfangenen Trainingsfolge TSRX in dem zugeteilten Zeitschlitz ist ein Maß für die Zeitverzögerung. Es versteht sich, dass in bekannten GSM-Systemen die Verzögerung für einen gegebenen Kanal zum Bereitstellen von Zeitfortschrittinformationen berechnet wird. Zeitfortschrittinformationen werden zum Sicherstellen verwendet, dass ein durch die Mobilstation an die BTS gesendetes Signal in seinen zugeteilten Zeitschlitz fällt. Die Zeitfortschrittinformationen können auf der berechneten relativen Verzögerung und den gegenwärtigen Zeitfortschrittinformationen beruhend bestimmt werden. Wenn die Mobilstation MS weit von der Basisstation entfernt ist, wird die MS durch die BTS angewiesen, ihr Datenbündel früher zu senden, als wenn die Mobilstation MS nahe an der BTS ist.The analysis block 34 is arranged to determine the position of the beginning of the window by determining the five values giving the maximum energy. Subsequently, the time delay is determined based on the time between a reference point and the beginning of the window. This reference point may be the common time at which the correlation of all received training sequences in each branch begins, the time corresponding to the earliest window edge of all branches or a similar common point. To accurately compare the multiple delays of the different channels becomes a common, by the BTS 4 provided synchronization signal supported time scale for controlling the TDMA operating mode adopted. In other words, the position of the received training sequence TS RX in the allocated time slot is a measure of the time delay. It is understood that in known GSM systems, the delay for a given channel is calculated to provide timing advance information. Time advance information is used to ensure that a signal sent by the mobile station to the BTS falls within its allocated time slot. The time progress information may be determined based on the calculated relative delay and the current time progress information. If the mobile station MS is far away from the base station, the MS is instructed by the BTS to send its data burst earlier than if the mobile station MS is close to the BTS.

Die Ergebnisse der durch die Analyseblöcke 34 ausgeführten Analyse werden in einen Vergleichsblock 36 eingegeben. Der Vergleichsblock 36 vergleicht die maximale für jeden Kanal bestimmte Energie und kann auch die bestimmte Verzögerung für jeden Kanal vergleichen. Der Vergleichsblock 36 ermittelt, welcher Kanal für ein gegebenes Datenbündel in einem gegebenen Frequenzband in einem gegebenen Zeitschlitz die maximale Energie aufweist. Das bedeutet, dass die Strahlrichtung ermittelt werden kann, aus der die stärkste Version eines gegebenen Datenbündels empfangen wird. Diese Richtung ist die Hauptstrahlrichtung, die von der BTS zum Senden eines Signals an die MS verwendet wird. Der Vergleichsblock 36 kann auch ermitteln, welcher der Kanäle eine minimale Verzögerung aufweist. Anders gesagt, auch der Kanal mit dem Datenbündel, das dem kürzesten Weg gefolgt ist, kann ermittelt werden. Diese Strahlrichtung kann alternativ als die bestimmte Hauptstrahlrichtung durch den Vergleichsblock 36 ausgewählt werden.The results of through the analysis blocks 34 executed analysis are in a comparison block 36 entered. The comparison block 36 compares the maximum energy determined for each channel and can also compare the particular delay for each channel. The comparison block 36 determines which channel has the maximum energy for a given burst in a given frequency band in a given timeslot. This means that the beam direction from which the strongest version of a given data bundle is received can be determined. This direction is the main beam direction used by the BTS to send a signal to the MS. The comparison block 36 can also determine which of the channels has a minimum delay. In other words, even the channel with the data bundle following the shortest path can be detected. This beam direction may alternatively be referred to as the particular main beam direction through the comparison block 36 to be selected.

Der Vergleichsblock 36 wählt also die Strahlrichtung aus, aus der die stärkste Version eines gegebenen Datenbündels von der Mobilstation empfangen wird, wobei dies der Hauptstrahl ist. Der Vergleichsblock wählt anschließend die beiden Strahlen auf den Seiten des Hauptstrahls aus, wobei diese zwei weiteren Strahlen die Hilfsstrahlen sind. Wenn beispielsweise der Strahl b4 als Hauptstrahl ausgewählt wird, sind die Strahlen b3 und b5 die beiden Hilfsstrahlen.The comparison block 36 That is, it selects the beam direction from which the strongest version of a given burst is received by the mobile station, which is the main beam. The comparison block then selects the two beams on the sides of the main beam, these two other beams being the auxiliary beams. For example, when the beam b 4 is selected as the main beam, the beams b 3 and b 5 are the two auxiliary beams.

Der Vergleichsblock 36 bestimmt auch den Leistungspegel für den Hauptstrahl. Der Leistungspegel des Hauptstrahls kann auf viele unterschiedliche Arten ausgewählt werden. Ist die Verzögerung beispielsweise relativ klein, wird eine relativ geringe Leistung ausgewählt, wohingegen wenn die Verzögerung relativ groß ist, eine relativ große Leistung ausgewählt werden kann. Das Bestimmen des Leistungspegels des Hauptstrahls kann auch die aktuellen, zum Senden eines Signals an die BTS verwendeten Zeitfortschrittsinformationen berücksichtigen. Alternativ kann die aus der Kanalimpulsantwort für das aus der Hauptstrahlrichtung empfangene Signal bestimmte Energie zum Bestimmen des Leistungspegels für das Signal in der Hauptstrahlrichtung verwendet werden. Das sind Verfahren mit offenem Regelkreis. Es können jedoch auch andere geeignete Verfahren zum Bestimmen des Leistungspegels des Hauptstrahls verwendet werden. Der Leistungspegel für das Signal in der Hauptstrahlrichtung kann beispielsweise auf einem von der BTS für die entsprechende MS empfangen Leistungsmessungsbericht beruhend bestimmt werden. Das ist ein Verfahren mit geschlossenem Regelkreis.The comparison block 36 also determines the power level for the main beam. The power level of the main beam can be selected in many different ways. For example, if the delay is relatively small, a relatively low power is selected, whereas if the delay is relatively large, a relatively large power can be selected. Determining the power level of the main beam may also take into account the actual time progress information used to send a signal to the BTS. Alternatively, the energy determined from the channel impulse response for the signal received from the main beam direction may be used to determine the power level for the signal in the main beam direction. These are open loop methods. However, other suitable methods for determining the power level of the main beam may be used. For example, the power level for the signal in the main beam direction may be determined based on a power measurement report received from the BTS for the corresponding MS. This is a closed-loop method.

Der Vergleichsblock 36 berechnet auch den für die Hilfsstrahlen zum Senden eines Signals an die MS zu verwendenden Leistungspegel. Wenn der Hauptstrahl der Strahl i ist, hat dieser i-te Strahl eine wie vorstehend dargestellte ausgewählte Leistung Pi. Die Hilfsstrahlen sind der i + 1-te und der i – 1-te Strahl, d. h. die zwei Strahlen auf den beiden Seiten des Hauptstrahles. Die Leistung des Strahls i – 1 ist als Pi/a definiert, wohingegen die Leistung des Strahls i – 1 als Pi/b definiert ist, wobei sowohl a als auch b größer oder gleich 1 sind.The comparison block 36 Also calculates the power level to be used for the auxiliary beams to send a signal to the MS. If the principal ray is the ray i, this i-th ray has a selected power P i as shown above. The auxiliary beams are the i + 1th and the i-1th beams, ie the two beams on the two sides of the main beam. The power of the beam i-1 is defined as P i / a, whereas the power of the beam i-1 is defined as P i / b, where both a and b are greater than or equal to 1.

Es gibt viele unterschiedliche Arten, auf die die Werte von a und b ausgewählt werden können. Bei einem Ausführungsbeispiel ist a proportional zu E1/Ei–1, wobei Ei die aus der Kanalimpulsantwort für das von der MS in der Strahlrichtung i empfangene Signal berechnete Energie ist, während Ei–1 die aus der Kanalimpulsantwort für das von der Mobilstation in dem Strahl i – 1 empfangene Signal berechnete Energie ist. Ebenso ist b proportional zu E1/Ei+1 wobei Ei+1 die aus der Kanalimpulsantwort für das von der Mobilstation in der Strahlrichtung i + 1 empfangene Signal berechnete Energie ist.There are many different ways in which the values of a and b can be selected. In one embodiment, a is proportional to E 1 / E i-1 , where E i is the energy calculated from the channel impulse response for the signal received by the MS in the beam direction i, while E i-1 is that from the channel impulse response for that of the Mobile station in the beam i - 1 received signal is calculated energy. Similarly, b is proportional to E 1 / E i + 1 where E i + 1 is the energy calculated from the channel impulse response for the signal received by the mobile station in beam direction i + 1.

Es versteht sich, dass der Wert von E für jeden Strahl wie vorstehend beschrieben berechnet werden kann.It It should be understood that the value of E for each ray is as above can be calculated described.

Wenn Ei–1 und Ei+1 sehr viel kleiner als Ei sind, wird nur in der Richtung des Hauptstrahls ein Signal durch die BTS 4 an die Mobilstation MS gesendet. Wenn Ei+1 und Ei–1 gleich Ei sind, haben der Hauptstrahl und die beiden Hilfsstrahlen die gleiche Leistung. In den meisten Fällen ist die Leistung des Hauptstrahls jedoch größer als die der Hilfsstrahlen.When E i-1 and E i + 1 are much smaller than E i , only in the direction of the main beam does a signal pass through the BTS 4 sent to the mobile station MS. If E i + 1 and E i-1 are equal to E i , the main beam and the two auxiliary beams have the same power. In most cases, however, the power of the main beam is greater than that of the auxiliary beams.

Der Vergleichsblock stellt deshalb einen Ausgang zu einem Generatorblock 38 bereit, der anzeigt, welche Strahlen zum Senden von Signalen von der BTS 4 an die MS zu verwenden sind und der auch die angemessenen bei jedem der Strahlen zu verwendenden Leistungspegel anzeigt. Die Leistungspegel können absolute Leistungspegel sein oder nur Informationen über die relativen Leistungspegel für das Signal in den Haupt- und den Hilfsstrahlrichtungen bereitstellen.The comparison block therefore provides an output to a generator block 38 ready, which indicates which beams to send signals from the BTS 4 to be used on the MS and which also indicates the appropriate power levels to be used for each of the beams. The power levels may be absolute power levels or provide only information about the relative power levels for the signal in the main and auxiliary beam directions.

Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann der Hauptstrahl der erste oder der achte Strahl sein, d. h. b1 oder b8. Unter diesen Umständen wird nur ein einziger Hilfsstrahl bereitgestellt.In certain embodiments, the main beam may be the first or the eighth beam, ie b 1 or b 8 . Under these circumstances, only a single auxiliary beam is provided.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden a und b auf der Grundlage der berechneten Energie für ein einzelnes von der MS in der gegebenen Strahlrichtung empfangenes Datenbündel berechnet. Alternativ können a und b auf der Grundlage der berechneten Durchschnittsenergie für N vorhergehende Bündel berechnet werden, wobei N jede geeignete Zahl sein kann. N kann beispielsweise fünf sein. Für den Strahl i – 1, wird die Energie für jedes der fünf vorhergehenden in der Strahlrichtung i – 1 empfangenen Datenbündel aus der entsprechenden Kanalimpulsantwort berechnet. Daraufhin wird ein Durchschnittsenergiewert berechnet, der zum Bestimmen von a verwendet wird. Auf die gleich Weise kann b auf der Grundlage der N vorhergehenden aus der Strahlrichtung i + 1 empfangenen Bündel berechnet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Leistung des Hauptstrahls i Bündel für Bündel aktualisiert werden. Anders gesagt, die Leistung in dem Hauptstrahl wird auf der Grundlage des vorhergehenden, von der Mobilstation in der Richtung des Hauptstrahls empfangenen Signals bestimmt. Die Leistung des Hauptstrahls kann daher bei jedem Bündel für den Versuch aktualisiert werden, den den Weg zwischen der BTS und der MS beeinflussenden Änderungen schnell zu folgen. Die Hilfsstrahlleistung kann jedoch unter Verwendung von über N vorhergehende Bündel empfangene Informationen gesteuert werden. Die Hilfsstrahlen können dadurch versuchen, den durch die Mobilstation empfangenen Signalpegel zu erhöhen und fungieren als langsam auf Veränderungen in den Wegen zwischen der BTS und der MS antwortender Diversity-Pfad.In one embodiment of the invention, a and b are calculated on the basis of the calculated energy for a single data burst received by the MS in the given beam direction. Alternatively, a and b can be calculated on the basis of the calculated average energy for N previous bursts, where N can be any suitable number. For example, N can be five. For the beam i - 1, the energy for each of the five preceding data beams received in the beam direction i-1 from the corresponding channel impulse response. Then an average energy value is calculated which is used to determine a. In the same way, b can be calculated on the basis of the N preceding beams received from the beam direction i + 1. In one embodiment, the power of the main beam may be updated in bundles by bundle. In other words, the power in the main beam is determined on the basis of the previous signal received from the mobile station in the direction of the main beam. The power of the main beam can therefore be updated at each burst for the attempt to quickly follow the changes affecting the path between the BTS and the MS. However, the auxiliary beam power can be controlled using information received over N previous bursts. The auxiliary beams may thereby attempt to increase the signal levels received by the mobile station and function as a diversity path responding slowly to changes in the paths between the BTS and the MS.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, weisen a und b vorbestimmte feste Werte auf, die die Leistungspegel der Hilfsstrahlen bei einem bestimmten Prozentsatz des Leistungspegels des Hauptstrahls festlegen.at a further embodiment According to the invention, a and b have predetermined fixed values which the power levels of the auxiliary beams at a certain percentage set the power level of the main beam.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist insbesondere für die Situationen geeignet, bei denen die Mobilstation relativ weit von der BTS entfernt ist, d. h. weiter als einen kritischen Abstand. Dieser kritische Radius ist von der Umgebung der jeweiligen individuellen Zelle abhängig und typischerweise etwa 0,5 bis 1 km. Wenn der Abstand zwischen der BTS und der MS größer als der kritische Abstand ist, wird der Grossteil der von der MS empfangenen Energie unter relativ wenigen Strahlrichtungen verteilt. Die Energie wird insbesondere hauptsächlich in einem oder zwei Strahlen oder möglicherweise drei Strahlrichtungen konzentriert. Wenn der Abstand zwischen der Mobilstation und der BTS jedoch kleiner als der kritische Abstand ist, wird die empfangene gewünschte Energie im Allgemeinen unter einer viel größeren Anzahl an Strahlen verteilt auftreten. Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung kann dementsprechend die Verwendung der Haupt- und Hilfsstrahlen nur in den Situationen verwendet werden, bei denen der Abstand zwischen der MS und der BTS 4 größer als der kritische Abstand ist. Wenn der Abstand zwischen der MS und der BTS geringer als der kritische Abstand ist, sendet die BTS 4 Signale über eine relativ große Anzahl an Strahlrichtungen, beispielsweise 4 oder mehr, an die MS. Der beim Senden mit einer relativ breiten Winkelspreizung verwendete Leistungspegel ist im Allgemeinen geringer als die für den Hauptstrahl verwendete Leistung, wenn der Abstand zwischen der MS und der BTS 4 größer als der kritische Abstand ist.The embodiment described above is particularly suitable for the situations in which the mobile station is relatively far from the BTS, ie, more than a critical distance. This critical radius is dependent on the environment of each individual cell, and typically about 0.5 to 1 km. If the distance between the BTS and the MS is greater than the critical distance, the majority of the energy received by the MS is distributed among relatively few beam directions. In particular, the energy is concentrated primarily in one or two beams or possibly three beam directions. However, if the distance between the mobile station and the BTS is less than the critical distance, the received desired energy will generally be distributed among a much larger number of beams. Accordingly, in the embodiments of the invention, the use of the main and auxiliary beams can be used only in the situations where the distance between the MS and the BTS 4 greater than the critical distance. If the distance between the MS and the BTS is less than the critical distance, the BTS sends 4 Signals over a relatively large number of beam directions, for example 4 or more, to the MS. The power level used in transmitting with a relatively wide angular spread is generally less than the power used for the main beam when the distance between the MS and the BTS 4 greater than the critical distance.

Jedes geeignete Verfahren kann zum Bestimmen verwendet werden, ob der Abstand zwischen der MS und der BTS größer als der kritische Abstand ist oder nicht. Bei einem Ausführungsbeispiel vergleicht der Vergleichsblock 36 die für jede der möglichen Richtungen erhaltenen Kanalimpulsantworten. Wenn sich die empfangene Energie hauptsächlich auf drei oder weniger Strahlrichtungen verteilt, wird angenommen, dass der Abstand zwischen der BTS und der MS größer als der kritische Abstand ist. Alternativ wird, wenn die empfangene Energie hauptsächlich aus 4 oder mehr Strahlrichtungen empfangen wird, angenommen, dass die Entfernung zwischen der MS und der BTS geringer als der kritische Abstand S ist.Any suitable method may be used to determine whether the distance between the MS and the BTS is greater than the critical distance or not. In one embodiment, the comparison block compares 36 the channel impulse responses received for each of the possible directions. If the received energy is distributed mainly in three or less beam directions, it is assumed that the distance between the BTS and the MS is greater than the critical distance. Alternatively, if the received energy is received mainly from 4 or more beam directions, it is assumed that the distance between the MS and the BTS is less than the critical distance S.

Der Vergleichsblock kann auch die Zeitfortschrittsinformationen zum Bestimmen verwenden, ob der Abstand zwischen der MS und der BTS größer oder kleiner als der kritische Abstand ist oder nicht. Dieses Verfahren wird bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung bevorzugt, da es genauere Ergebnisse als das vorstehend skizzierte Verfahren liefert.Of the The comparison block can also provide the time progress information for the Determine if the distance between the MS and the BTS bigger or less than the critical distance is or not. This method is in some embodiments preferred because it gives more accurate results than the above sketched method provides.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet einen einzelnen analogen Strahlformer in der Form einer Butler-Matrix. In einer Abwandlung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels können jedoch zwei Strahlformer verwendet werden, beispielsweise eine Butler-Matrix und ihre räumlich komplementäre Matrix. Zwei Strahlformer sind komplementär, wenn sie räumlich verschachtelte Strahlen erzeugen, die näherungsweise die gleiche räumliche Region abdecken. Der Hauptstrahl kann dann durch einen Strahlformer erzeugt werden, während die Hilfsstrahlen durch den komplementären Strahlformer erzeugt werden. Somit würden die Hilfsstrahlen den Hauptstrahl im wesentlichen überlappen. Der Umfang der Überlappung ist daher viel größer, als der durch zwei benachbarte durch einen einzelnen Strahlformer erzeugte Strahlen erreichte.The embodiment described above uses a single analog beamformer in the form of a Butler matrix. In a modification of the above-described embodiment can however, two beamformers are used, for example a Butler matrix and their spatial complementary Matrix. Two beamformers are complementary when spatially interleaved Generate rays that are approximately the same spatial Cover region. The main beam can then pass through a beam shaper be generated while the auxiliary beams are generated by the complementary beam shaper. Thus, would the auxiliary beams substantially overlap the main beam. The extent of the overlap is therefore much larger than that generated by two adjacent ones by a single beamformer Rays reached.

Es versteht sich, dass bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung die drei Strahlen alle unterschiedliche Leistungspegel aufweisen können. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann jedoch die Leistung der zwei Hilfsstrahlen ausgewählt sein, stets den gleichen Wert zu haben.It it is understood that in the embodiments the invention the three beams all different power levels can have. In some embodiments however, the power of the two auxiliary beams may be selected always to have the same value.

Der Generatorblock 38 ist für das Erzeugen der von der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 21 auszugebenden Signale verantwortlich. Der Generatorblock 38 hat einen die zu der Mobilstation MS zu sendende Sprache und/oder Informationen darstellenden Eingang 40. Der Generatorblock 38 ist für das Codieren der zu der Mobilstation MS zu sendenden Sprache oder Informationen verantwortlich und umfasst eine Trainingsfolge und eine Synchronisationsfolge innerhalb des Signals. Block 38 ist auch für die Erzeugung der modulierenden Signale verantwortlich. Auf der Grundlage des erzeugten Signals und der bestimmten Strahlrichtung stellt der Generatorblock 38 Signale an den entsprechenden Ausgängen 22a–h der digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 21 bereit. Der Generatorblock 38 stellt auch einen Ausgang 50 bereit, der zum Steuern der durch den Verstärker 24 gelieferten Verstärkung verwendet wird, um sicherzustellen, dass die Signale in den Haupt- und Hilfsstrahlrichtungen die erforderlichen Leistungspegel aufweisen.The generator block 38 is for generating the from the digital signal processing device 21 Responsible signals. The generator block 38 has an input representing the voice and / or information to be sent to the mobile station MS 40 , The generator block 38 is for the coding of the speech or information to be sent to the mobile station MS and includes a training sequence and a synchronization sequence within the signal. block 38 is also responsible for generating the modulating signals. Based on the generated signal and the particular beam direction, the generator block provides 38 Signals at the corresponding outputs 22a - H the digital signal processing device 21 ready. The generator block 38 also provides an exit 50 ready to go through the amplifier 24 supplied amplification to ensure that the signals in the main and auxiliary beam directions have the required power levels.

Der Ausgang des Kanalimpulsantwortblocks 30 wird auch zum Entzerren und Anpassen der von der Mobilstation MS empfangenen Signale verwendet. Die Effekte der aus Mehrwegeausbreitung resultierenden Symbolinterferenz des empfangenen Signals können insbesondere durch das angepasste Filter (MF) und einen Entzerreinrichtungsblock 42 beseitigt oder vermindert werden. Es versteht sich, dass das angepasste Filter (MF) und der Entzerreinrichtungsblock einen (nicht gezeigten) Eingang zum Empfangen des von der Mobilstation empfangene Signals aufweist. Die Ausgabe jedes Blocks 42 wird durch einen Wiederherstellungsblock 44 empfangen, der für das Wiederherstellen der von der MS gesendeten Sprache und/oder Informationen verantwortlich ist. Die von dem Wiederherstellungsblock ausgeführten Schritte enthalten ein Demodulieren und Decodieren des Signals. Die wiederhergestellte Sprache oder Informationen werden an einem Ausgang 46 ausgegeben.The output of the channel impulse response block 30 is also used to equalize and adjust the signals received by the mobile station MS. The effects of the multipath propagation resulting symbol interference of the received signal can in particular by the matched filter (MF) and a Entzerreinrichtungsblock 42 eliminated or reduced. It should be understood that the matched filter (MF) and equalizer block has an input (not shown) for receiving the signal received from the mobile station. The output of each block 42 is through a recovery block 44 which is responsible for restoring the language and / or information sent by the MS. The steps performed by the recovery block include demodulating and decoding the signal. The recovered language or information is at an output 46 output.

Es versteht sich, dass während das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel in einem zellularen GSM-Übertragungsnetz implementiert wurde, die Erfindung auch in anderen digitalen zellularen Übertragungsnetzen sowie analogen zellularen Netzen verwendet werden kann. Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet ein Phased-Array mit acht Elementen. Das Array kann natürlich jede beliebige Anzahl an Elementen aufweisen. Das Phased-Array kann alternativ durch diskrete gerichtete Antennen ersetzt werden, wobei jede dieser einen Strahl in eine gegebene Richtung ausstrahlt. Die Butler-Matrix-Schaltung kann durch jede andere geeignete phasenverschiebende Schaltung ersetzt werden, wo eine derartige Schaltung erforderlich ist. Die Butler-Matrix-Schaltung ist ein analoger Strahlformer. Natürlich kann ein digitaler Strahlformer (Digtial Beam Former, DBF) oder eine andere geeignete Art eines analogen Strahlformers verwendet werden. Das Array kann in Abhängigkeit von den an diesen Elementen zugeführten Signalen zum Erzeugen von mehr als acht Strahlen verwendet werden, selbst wenn nur acht Elemente bereitgestellt sind.It is understood that while the embodiment described above in a GSM cellular transmission network has been implemented, the invention also in other digital cellular transmission networks and analog cellular networks. The above described embodiment uses an eight-element phased array. The array can of course be any have any number of elements. The phased array may alternatively be replaced by discrete directional antennas, each of these emits a beam in a given direction. The butler matrix circuit can be replaced by any other suitable phase-shifting circuit where such a circuit is required. The butler matrix circuit is an analog beamformer. Of course, a digital beamformer (Digtial Beam Shaper, DBF) or another suitable type of analogue Strahlformers be used. The array can be dependent on from the signals supplied to these elements for generating be used by more than eight beams, even if only eight Elements are provided.

Es können auch eine Vielzahl an Phased-Arrays bereitgestellt sein. Die Phased-Arrays können eine unterschiedliche Anzahl an Strahlen bereitstellen. Wenn ein weite Winkelspreizung erforderlich ist, wird ein Array mit einer klieneren Anzahl an Elementen verwendet, und wenn ein relativ schmaler Strahl erforderlich ist, wird ein Array mit einer größeren Anzahl an Elementen verwendet.It can also be provided a variety of phased arrays. The phased arrays can one provide different number of beams. If a far Angular spread is required, an array with a klieneren Number of elements used, and when a relatively narrow beam required is, becomes an array with a larger number used on elements.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel ist mit acht Ausgängen der Butler-Matrix-Schaltung beschrieben. Es versteht sich, dass in der Praxis eine Anzahl unterschiedlicher Kanäle auf jedem Ausgang der Butler-Matrix-Schaltung gleichzeitig ausgegeben werden. Diese Kanäle können unterschiedliche Frequenzbänder sein. Die Kanäle für unterschiedliche Zeitschlitze werden auch an entsprechenden Ausgängen bereitgestellt. Während individuelle Verstärker, Verarbeitungseinrichtungen, Analog/Digital-Wandler und Digital/Analog-Wandler gezeigt wurden, können diese in der Praxis je auf einem einzelnen Element mit einer Vielzahl von Eingängen und Ausgängen bereitgestellt sein.The above embodiment is with eight outputs described the Butler matrix circuit. It is understood that in practice a number of different channels on each output of the Butler matrix circuit be issued at the same time. These channels can be different frequency bands. The channels for different time slots are also provided at appropriate outputs. While individual Amplifier, Processing equipment, analog / digital converter and digital / analog converter can be shown these in practice each on a single element with a variety of entrances and outputs be provided.

Es versteht sich, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auch andere Anwendungen als die in zellularen Übertragungsnetzen aufweisen.It it is understood that embodiments of the The present invention also has applications other than those in cellular transmission networks exhibit.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können beispielsweise bei jeder eine gerichtete Funkübertragung erfordernden Umgebung verwendet werden. Dieses Verfahren kann beispielsweise in PRN (Private Radio Networks, bzw. privaten Funknetzen) oder dergleichen verwendet werden.embodiments of the present invention for example, in any environment requiring directional radio transmission be used. This method can be used, for example, in PRN (Private Radio Networks or the like) become.

Claims (16)

Verfahren zur gerichteten Funkübertragung zwischen einer ersten Station (BTS) und einer zweiten Station (MS), mit den Schritten Empfangen (6) eines von der zweiten Station übertragenen ersten Signals an der ersten Station, wobei das erste Signal aus einer Mehrzahl an unterschiedlichen Richtungen empfangbar ist; Bestimmen (36) einer Hauptstrahlrichtung, aus der das erste Signal durch die erste Station empfangen wird; Definieren einer Mehrzahl an Strahlrichtungen (b2 ... b8) zum Senden eines Ausstrahlungsstrahls an der ersten Station, wobei jede der Strahlrichtungen auswählbar ist, gekennzeichnet durch den Schritt Auswählen (21) der bestimmten Hauptstrahlrichtung und wenigstens einer anderen Hilfstrahlrichtung an der ersten Station, wobei die wenigstens eine Hilfsstrahlrichtung benachbart ist zu der bestimmten Hauptstrahlrichtung, und Senden eines zweiten Signals von der ersten Station zu der zweiten Station in den gewählten Strahlrichtungen, wobei die Sendeleistung in jeder der Strahlrichtungen individuell bestimmbar ist, und wobei die Stärke des zweiten Signals, das in der wenigstens einen Hilfsrichtung gesendet wird, kleiner oder gleich der Stärke des zweiten Signals ist, das in der bestimmten Hauptstrahlrichtung gesendet wird, und wobei das Verhältnis der Stärke des zweiten Signals, das in der wenigstens einen Hilfsrichtung gesendet wird, zu der Stärke des zweiten Signals, das in der bestimmten Hauptstrahlrichtung gesendet wird, proportional ist zu dem Verhältnis der Stärke des ersten Signals, das durch die erste Station aus der wenigstens einen Hilfsrichtung empfangen wird, zu der Stärke des ersten Signals, das durch die erste Station in der bestimmten Hauptrichtung empfangen wird.Method for directional radio transmission between a first station (BTS) and a second station (MS), with the steps receiving ( 6 ) a first signal transmitted from the second station at the first station, the first signal being receivable from a plurality of different directions; Determine ( 36 ) a main beam direction from which the first signal is received by the first station; Defining a plurality of beam directions (b 2 ... b 8 ) for transmitting an emission beam at the first station, wherein each of the beam directions is selectable, characterized by the step Select ( 21 the at least one auxiliary beam direction is adjacent the particular main beam direction, and transmitting a second signal from the first station to the second station in the selected beam directions, the transmission power in each of the first and second beam directions Beam directions individually be is tunable, and wherein the strength of the second signal transmitted in the at least one auxiliary direction is less than or equal to the strength of the second signal transmitted in the particular main beam direction, and wherein the ratio of the strength of the second signal included in the at least one auxiliary direction is sent, the magnitude of the second signal transmitted in the particular main beam direction is proportional to the ratio of the strength of the first signal received by the first station from the at least one auxiliary direction to the strength of the first signal first signal received by the first station in the particular main direction. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Verhältnisse im wesentlichen gleich sind.Method according to claim 1, characterized in that the two ratios are substantially equal are. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Signals, das in der wenigstens einen Hilfsstrahlrichtung gesendet wird, in Abhängigkeit von einem Parameter des ersten Signals bestimmt wird, das in der wenigstens einen Hilfsrichtung empfangen wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the strength of the signal in the at least one auxiliary beam direction is transmitted, depending on is determined by a parameter of the first signal used in the at least one auxiliary direction is received. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Hilfsrichtung die Strahlrichtungen auf jeder Seite der bestimmten Hauptrichtung umfasst.Method according to claim 3, characterized in that at least one auxiliary direction, the beam directions on each side of the particular main direction. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung, aus der die stärkste Version des ersten Signals empfangen wird, als Hauptrichtung bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the direction from which the strongest version of the first signal is determined as the main direction. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung, aus der eine Version eines ersten Signals zuerst empfangen wird, als Hauptrichtung bestimmt wird.Method according to claim 1 or 4, characterized in that the direction from the one Version of a first signal is received first, as the main direction is determined. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Stärke des ersten Signals, das in der wenigstens einen anderen Hilfsrichtung empfangen wird, sehr viel kleiner ist als die Stärke des ersten Signals, das in der bestimmten Hauptrichtung empfangen wird, dann das zweite Signal, das von der ersten Station zu der zweiten Station gesendet wird, nur in der bestimmten Hauptrichtung gesendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the strength of the first signal, the is received in the at least one other auxiliary direction, very much smaller than the strength of the first signal received in the particular main direction then the second signal, that from the first station to the second Station is sent, sent only in the specific main direction becomes. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Stärke des ersten Signals, das in der Hauptrichtung und in der wenigstens einen Hilfsrichtung empfangen wird, im wesentlichen gleich sind, dann die erste Station eingerichtet ist, das zweite Signal in der bestimmten Hauptrichtung und in wenigstens einer anderen Hilfsrichtung mit der im wesentlichen gleichen Signalstärke zu senden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the strength of the first signal, the is received in the main direction and in the at least one auxiliary direction, are essentially the same, then set up the first station is the second signal in the particular main direction and in at least to send another auxiliary direction with the substantially same signal strength. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des zweiten Signals, das durch die erste Station in wenigstens einer der bestimmten Hauptrichtungen und der wenigstens einen Hilfsrichtung gesendet wird, abhängig von der Stärke des ersten Signals ist, das durch die erste Station in der entsprechenden Richtung empfangen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the strength of the second signal, the by the first station in at least one of the determined main directions and the at least one auxiliary direction is sent, depending on the strength of the first signal is that through the first station in the appropriate direction Will be received. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des zweiten Signals in wenigstens einer der bestimmten Hauptrichtungen und wenigstens einer der bestimmten Hilfsrichtung von der mittleren Stärke einer Mehrzahl an vorhergehenden Signalen abhängig ist, die durch die erste Station von der zweiten Station in der entsprechenden Richtung empfangen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the strength of the second signal in at least one of the main directions and at least one the particular direction of assistance of the middle strength of a A plurality of previous signals dependent on the first Station received by the second station in the appropriate direction become. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt Bestimmen, ob die Distanz zwischen der zweiten Station und der ersten Station unter einem vorbestimmten Wert liegt, wobei wenn das der Fall ist, das zweite Signal, das von der ersten Station zu der zweiten Station (MS) gesendet wird, mit relativ breiter Winkelspreizung gesendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized by the step Determine if the distance between the second station and the first station under one predetermined value, if so, the second one Signal sent from the first station to the second station (MS) is sent with a relatively wide angular spread. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Station eine Basis-Sende-Empfänger-Station in einem zellularen Netzsystem ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first station is a base transceiver station in a cellular network system. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Station eine Mobilstation ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second station is a mobile station is. Erste Station (BTS) zur gerichteten Funkübertragung mit einer zweiten Mobilstation (MS), wobei die erste Station aufweist: eine Empfangseinrichtung (6) zum Empfangen eines ersten Signals, das durch die zweite Station gesendet wird, wobei das erste Signal von einer Mehrzahl an unterschiedliche Richtungen (b1 ... b8) empfangbar ist; eine Bestimmungseinrichtung (36) zum Bestimmen der Hauptrichtung, aus der das erste Signal empfangen wird; eine Sendeeinrichtung (6) zum Senden eines zweiten Signals von der ersten Station zu der zweiten Station, wobei die Sendeeinrichtung eingerichtet ist, einen Ausstrahlungsstrahl in einer Mehrzahl an Strahlrichtungen (b1 ... b8) zu senden, wobei jede der Strahlrichtungen auswählbar ist, wobei die erste Station dadurch gekennzeichnet ist, dass sie weiter aufweist: eine Steuereinrichtung (21) zum Steuern der Sendeeinrichtung, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, die Sendeeinrichtung zu steuern, um das zweite Signal zu der zweiten Station in der bestimmten Hauptstrahlrichtung zu senden, wobei die wenigstens eine Hilfsrichtung zu der bestimmten Hauptrichtung benachbart ist, wobei die Sende leistung in jeder der Strahlrichtungen individuell bestimmbar ist und wobei die Stärke des zweiten Signals, das in der wenigstens einen Hilfsrichtung gesendet wird, zu der Stärke des zweiten Signals, das in der bestimmten Hauptrichtung gesendet wird, proportional ist zu dem Verhältnis der Stärke des ersten Signals, das durch die erste Station aus der wenigstens einen Hilfsrichtung empfangen wird, zu der Stärke des ersten Signals, das durch die erste Station in der bestimmten Hauptrichtung empfangen wird.First station (BTS) for directional radio transmission with a second mobile station (MS), the first station comprising: a receiving device ( 6 ) for receiving a first signal transmitted by the second station, the first signal being receivable from a plurality of different directions (b 1 ... b 8 ); a determination device ( 36 ) for determining the main direction from which the first signal is received; a transmitting device ( 6 ) for transmitting a second signal from the first station to the second station, the transmitting means being arranged to transmit an emission beam in a plurality of beam directions (b 1 ... b 8 ), each of the beam directions being selectable, the first one Station characterized in that it further comprises: a control device ( 21 ) for controlling the transmitting device, wherein the control device is arranged to control the transmitting device to send the second signal to the second station in the determined main beam direction, wherein the little at least one auxiliary direction to the particular main direction is adjacent, wherein the transmitting power in each of the beam directions is individually determinable, and wherein the strength of the second signal, which is sent in the at least one auxiliary direction, to the strength of the second signal in the particular main direction is proportional to the ratio of the strength of the first signal received by the first station from the at least one auxiliary direction to the strength of the first signal received by the first station in the determined principal direction. Erste Station gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung und die Sendeeinrichtung ein Antennen-Array aufweisen, das eingerichtet ist, eine Mehrzahl an Signalstrahlen in einer Mehrzahl an unterschiedlichen Richtungen zu liefern.First station according to claim 14, characterized the receiving device and the transmitting device are an antenna array which is arranged to have a plurality of signal beams in to provide a plurality of different directions. Erste Station gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, die Stärke des zweiten Signals in der Hilfsrichtung in Abhängigkeit von einem Parameter des ersten Signals auszuwählen, das in der wenigstens einen Hilfsrichtung empfangen wird.First station according to claim 14 or 15, characterized characterized in that the control device is set up, the Strength of the second signal in the auxiliary direction in response to a parameter of to select the first signal which is received in the at least one auxiliary direction.
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